PERANCANGAN SISTEM PENGEREMAN HIDROLIS PADA MOBIL URBAN DIESEL TUGAS AKHIR BIDANG KONTRUKSI
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Mobil urban adalah kendaraan yang di desain irit bahan bakar dengan tampilan menyerupai mobil penumpang pada saat ini hanya saja ukurannya yang jauh lebih kecil karena mobil urban ini di khususkan untuk satu penumpang saja, mobil urban ini di buat secara khusus dengan melihat regulasi yang ada dan digunakan untuk di perlombakan pada acara indonesia energy marathon challange (IEMC). IEMC adalah suatu kegatan yang diadakan untuk menguji kemapuan merancang dan membangun kendaraan yang aman irit dan ramah lingkungan.
Rem merupakan salah satu bagian utama dalam setiap kendaraan karena memiliki fungsi penting dalam pengoperasian kendaraan, Kendaraan bergerak dan berjalan pada jalan yang tidak selalu rata, kadang mendaki dan menurun . Demikian juga, tidak hanya berjalan pada jalan yang lurus terkadang kendaraan berbelok saat berada pada tikungan dan berhenti secara tiba-tiba.Untuk mengatasinya, maka setiap kendaraan harus dilengkapi dengan system pengereman yang lebih aman.
Sistem pengereman hidrolis merupakan salah satu jenis system pengereman yang banyak digunakan pada beberapa kendaran roda empat. Rem hidrolis ini juga dipergunakan dalam pembuatan mobil urban diesel untuk perlombaan IEMC 2014 Pemilihan system hidrolis ini dikarenakan lebih efisien dibandingkan dengan system pengereman yang lain seperti
(2)
2
pengereman tromol,dimana system pengereman hidrolis hasil pengeremannya bias mencapai 100 % dan tidak perlu menginjak lebih keras karena dibantu oleh fluida untuk menggerakan piston yang mendorong kampas rem.
Sebagai salah satu system yang sangat penting dalam kendaraan, maka system pengereman itu perlu di kembangkan sedemikian rupa sesuai dengan pemanfaatan untuk penggunanya. Maka dari itu dalam tugas akhir ini akan membahas bagaimana merancang system pengereman hidrolis pada mobil urban diesel.
1.2 Perumusan Masalah
Rumusan masalah pada perancangan ini adalah bagaimana merancang system pengereman hidrolis pada mobil urban diesel.
1.3 Tujuan
Tujuan dari perancangan ini adalah untuk mendapatkan sebuah rancangan system pengereman hidrolis yang digunakan untuk mobil urban diesel pada IEMC 2014
1.4 BatasanMasalah
1. Aliran tekanan fluida pada setiap rem sama 2. Kecepatan maksimal mobil 60 km/jam
3. Dalam perancangan mobil ini di asumsikan berjalan dipermukaan yang datar
(3)
PERANCANGAN SISTEM PENGEREMAN HIDROLIS
PADA MOBIL URBAN DIESEL
TUGAS AKHIR BIDANG KONTRUKSI
Diajukan kepada :
Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik (S1)
Oleh :
MOHAMAD YUSRON 201010120311046
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2015
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
ABSTRAK
Kendaraan urban diesel yaitu kendaraan roda empat yang menggunakan sistem engine diesel, selain harus memiliki performa yang stabil dan baik juga harus mempunyai sistem pengereman yang baik juga, Sistem pengereman merupakan perangkat penting dari sebuah kendaraan, sebagai perangkat pengaman yang berfungsi mengurangi kecepatan kendaraan maupun menghentikan kendaraan tersebut secara langsung. Setelah kendaraan selesai dirancang dan dapat berjalan, sistem pengeraman memegang peranan penting sebagai alat pengaman untuk menghindari terjadimya hal hal yang tidak di inginkan
Perancangan dilakukan menggunakan metode yang di lakukan oleh pahl dan beitz , yang kemudian di dukung dengan bantuan perangkat lunak yang mampu untuk pembuatan suatu model dalam bentuk gambar 3 dimensi, dalam hal ini software yang digunakan adalah Autodesk Inventor, sehingga dapat mendapat suatu konsep desain dalam perancangan system pengereman hidrolis,
Dari hasil perancangan dan perhitungan yang telah dilakukan mendapatkan hasil sebagai berikut Torsi pada rod = 47,8 Nm , Torsi gesek pengereman = 88,19 Nm, gaya yang menekan pad rem =59,10 N, Tekanan minyak pada setiap kaliper cakram = 7,36 kg/cm2, Faktor efektifitas rem= 0,7 , gaya pada gandar depan = 298 N, Gaya pada gandar belakang = 411,3 N , Luas lapisan rem depan = 1787 mm2 , Luas lapisan rem belakang = 2360 mm2 , gaya yang menekan master silinder = 14,7 kg , dan gaya pada pedal rem = 5 kg .
(10)
ABSTRACT
Urban diesel vehicle are four wheel vehicle used diesel engine system, besides must have stabilized performance and good must also have good brake system. Brake system constitute important device on vehicle, as safety device that use to decrease accelaration of vehicle as well as to stop immediately the vehicle. After the vehicle completed designed, brake system is important part as safety equipment for avoid accidents.
The design is done using a method done by Pahl and Beitz, who later boosted with the help of software that is able to manufacture a model in the form of 3-dimensional image, in this case the software used is Autodesk Inventor, so as to obtain a design concept in the design hydraulic braking system
System used on braking vehicle is hydrolis brake system. From design and count have done obtained as follows : Rod Torque + 47,8 Nm, Friction Torque Braking = 88,19 Nm, Brake Compressive Force = 59,1 N; Oil Pressure Caliper = 7,36 kg/cm2, Brake Effectiveness Factor = 0,7 ; Force on The Front Axle = 298 N; Force on The Reae Axle = 411,3 N; Wide front brake Linings = 1787 mm²; Wide rear Brake Linings = 2360 mm², Force Pressing Master Cylinder = 14,7 kg, brake pedal force = 5kg
(11)
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji dan syukur kepada kehadirat Allah SWT yang mana hanya atas limpahan rahmat, taufik, hidayah serta inayahNya laporan tugas
akhir dengan judul “PERANCANGAN SISTEM PENGEREMAN HIDROLIS
PADA MOBIL URBAN DIESEL” ini akhirnya dapat terselesaikan.
Seiring penyusunan skripsi ini, terdapat hambatan dan rintangan yang dihadapi, namun berkat bantuan dari semua pihak segala kesulitan tersebut terasa ringan dan dapat teratasi. Oleh sebab itu sepatutnya saya ungkapkan terima kasih atas jasa baik yang selama ini telah diterima, baik nasehat, petunjuk, ide, saran, serta bimbingan berupa apapun sehingga penyusun dapat menyelesaikan sekripsi ini. Ungkapan terimaksih tersebut disampaikan kepada :
1. Allah SWT, atas semua nikmat dan karuniNYA serta ridhoNYA
2. Ayah dan Ibunda ( Haseev bin Asyfan dan Miskiyah binti Fauzan Syukur)
yang telah memberikan do’a dan dukungan sampai anakmu yang ganteng dan
nakal ini dapat menyelesaikan tugas akhir dengan lancar.
3. Bapak Ir.Daryono, MT dan Bapak Budiono, SSi.MT. selaku ketua jurusan dan sekertaris jurusan teknik mesin UMM.
4. Bapak Ir.Mulyono,MT selaku dosen wali Teknik mesin class B ‘10
5. Bapak Ir. Ali Saifullah, MT dan Bapak Drs. Moh,Jufri, ST.MT. Selaku Dosen Pembimbing I dan II yang telah memberikan bimbingan serta arahan selama penyusunan sekripsi ini dilakukan.
6. Bapak/Ibu Dosen yang telah bersedia memberikan bantuan berupa bimbingan teoritis seara langsung maupun tidak langsung.
(12)
(13)
DAFTAR ISI
COVER ... i
POSTER ... ii
LEMBARAN PENGESAHAN ... iii
LEMBARAN ASISTENSI TUGAS AKHIR PEMBIMBING I ... iv
LEMBARAN ASISTENSI TUGAS AKHIR PEMBIMBING II ... v
LEMBAR PERYATAAN ... vi
ABSTRAK ... vii
KATA PENGANTAR ... ix
DAFTAR ISI ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xiv
DAFTAR TABEL ... xvi
DAFTAR PUSTAKA ... xvii
BAB I ... 1
PENDAHULUAN ... 1
1.1.Latar Belakang ... 1
1.2. Rumusan Masalah ... 2
(14)
1.4. Batasan Masalah... 2
BAB II ... 3
LANDASAN TEORI ... 3
2.1. Pengertian Umum ... 3
2.2. Penerapan Sistem Hidrolik ... 4
2.3. Sistem Rem ... 6
2.4. Prinsip Dasar Rem... 7
2.5. Jenis Rem ... 8
2.5.1. Rem Mekanik ... 8
2.5.2. Rem Hidrolik ...9
BAB III ... 16
METODOLOGI DAN PERANCANGAN ... 16
3.1. Konsep Perancangan ... 16
3.2. Perancangan Pahl dan Beitz ... 16
3.3. Perancangan Sistem pengereman ... 17
3.4. Perancangan dan penjelasan Tugas...17
(15)
BAB IV …... 25
PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN...25
4.1. Torsi Roda Kendaraan ... 25
4.2. Torsi Gesek Cakram ... 27
4.2.1. Tekanan Minyak Rem ...29
4.2.2. Gaya Tekan Rem ...30
4.3. Faktor Efektifitas Rem ( FER )...30
4.4. Kecepatan laju Kendaraan ...31
4.5. Energi Kinetik Kendaraan ...31
4.6. Perlambatan ...32
4.7. Waktu Pengereman ...32
4.8. Jarak Pengereman ...33
4.9. Gaya Rem pada Gandar Depan ...34
4.10. Gaya Rem pada Gandar Belakang ...40
4.11. Luas Lapisan ...40
4.12. Gaya Keluar dari pada Pedal Rem...43
4.13. Gaya pada Pedal Rem ...44
BAB V …...47
KESIMPULAN DAN SARAN…...47
4.1. Kesimpulan …...47
4.2. Saran …...48 LAMPIRAN
(16)
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 : Perpindahan Gaya ... 5
Gambar 2.2 : Pembesaran Gaya ... 5
Gambar 2.3 : Prinsip Tekanan Hidrolik ... 6
Gambar 2.4 : Prinsip Kerja Rem ... 8
Gambar 2.5 : Kontruksi Rem Mekanik ... 9
Gambar 2.6 : Sistem Pengereman Hidrolik... 10
Gambar 2.7 : Kontruksi Master Silinder ... 11
Gambar 2.8 : Jenis dan Struktur Piston Cup ... 11
Gambar 2.9 : Sistem Kerja Master Silinder ... 13
Gambar 2.10: Struktur Silinder Roda ...14
Gambar 3.1 : Master Rem ... 18
Gambar 3.2 : Silinder Master pada Posisi Awal ... 19
Gambar 3.3 : SilinderMaster pada Posisi Menekan ... 19
Gambar 3.4 : Pegas ... 19
Gambar 3.5 : Piston ... 20
Gambar 3.6 : Pedal Rem ...20
Gambar 3.7 : Kaliper ...…...21
Gambar 3.8 : Kaliper Sebelum Tertekan...21
Gambar 3.9 : Kaliper Setelah Tertekan ...22
Gambar 3.10 : Gambar Detail Posisi Piston...22
Gambar 3.11 : Kampas Rem ...23
Gambar 3.12 : Piston Kaliper ...23
(17)
Gambar 3.14 : Selang Rem ...24
Gambar 4.1 : Gaya pada Roda ...25
Gambar 4.2 : Notasi Disk Brake ...27
Gambar 4.3 : Notasi pada Kendaraan ...36
Gambar 4.4 : Luas Lapisan Rem ...42
Gambar 4.5 : Skema Sistem Pengereman ...44
(18)
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 : Koefisien adhesi Jalan... 26 Tabel 3.2 : Koefisien Gesek Disk Brake ... 28
(19)
DAFTAR PUSTAKA
Sularso. MSME. Ir, Kiyokatsu Suga. 1997. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. PT. Pradnya Paramita: Jakarta.
Pakprofesor.blogspot/2011/11/ Pengertian sistem pengereman
Luthfiana.eprints 2012 UNY sistem pengereman hidrolis
Anonim. 2012 . Prinsip kerja rem
Drs.Mukasan , Drs Boentarto.1995 Teknik chasis Mobil
(1)
1.4. Batasan Masalah... 2
BAB II ... 3
LANDASAN TEORI ... 3
2.1. Pengertian Umum ... 3
2.2. Penerapan Sistem Hidrolik ... 4
2.3. Sistem Rem ... 6
2.4. Prinsip Dasar Rem... 7
2.5. Jenis Rem ... 8
2.5.1. Rem Mekanik ... 8
2.5.2. Rem Hidrolik ...9
BAB III ... 16
METODOLOGI DAN PERANCANGAN ... 16
3.1. Konsep Perancangan ... 16
3.2. Perancangan Pahl dan Beitz ... 16
3.3. Perancangan Sistem pengereman ... 17
3.4. Perancangan dan penjelasan Tugas...17
(2)
BAB IV …... 25
PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN...25
4.1. Torsi Roda Kendaraan ... 25
4.2. Torsi Gesek Cakram ... 27
4.2.1. Tekanan Minyak Rem ...29
4.2.2. Gaya Tekan Rem ...30
4.3. Faktor Efektifitas Rem ( FER )...30
4.4. Kecepatan laju Kendaraan ...31
4.5. Energi Kinetik Kendaraan ...31
4.6. Perlambatan ...32
4.7. Waktu Pengereman ...32
4.8. Jarak Pengereman ...33
4.9. Gaya Rem pada Gandar Depan ...34
4.10. Gaya Rem pada Gandar Belakang ...40
4.11. Luas Lapisan ...40
4.12. Gaya Keluar dari pada Pedal Rem...43
4.13. Gaya pada Pedal Rem ...44
BAB V …...47
KESIMPULAN DAN SARAN…...47
4.1. Kesimpulan …...47
4.2. Saran …...48 LAMPIRAN
(3)
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 : Perpindahan Gaya ... 5
Gambar 2.2 : Pembesaran Gaya ... 5
Gambar 2.3 : Prinsip Tekanan Hidrolik ... 6
Gambar 2.4 : Prinsip Kerja Rem ... 8
Gambar 2.5 : Kontruksi Rem Mekanik ... 9
Gambar 2.6 : Sistem Pengereman Hidrolik... 10
Gambar 2.7 : Kontruksi Master Silinder ... 11
Gambar 2.8 : Jenis dan Struktur Piston Cup ... 11
Gambar 2.9 : Sistem Kerja Master Silinder ... 13
Gambar 2.10: Struktur Silinder Roda ...14
Gambar 3.1 : Master Rem ... 18
Gambar 3.2 : Silinder Master pada Posisi Awal ... 19
Gambar 3.3 : SilinderMaster pada Posisi Menekan ... 19
Gambar 3.4 : Pegas ... 19
Gambar 3.5 : Piston ... 20
Gambar 3.6 : Pedal Rem ...20
Gambar 3.7 : Kaliper ...…...21
Gambar 3.8 : Kaliper Sebelum Tertekan...21
Gambar 3.9 : Kaliper Setelah Tertekan ...22
Gambar 3.10 : Gambar Detail Posisi Piston...22
Gambar 3.11 : Kampas Rem ...23
Gambar 3.12 : Piston Kaliper ...23
(4)
Gambar 3.14 : Selang Rem ...24
Gambar 4.1 : Gaya pada Roda ...25
Gambar 4.2 : Notasi Disk Brake ...27
Gambar 4.3 : Notasi pada Kendaraan ...36
Gambar 4.4 : Luas Lapisan Rem ...42
Gambar 4.5 : Skema Sistem Pengereman ...44
(5)
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 : Koefisien adhesi Jalan... 26 Tabel 3.2 : Koefisien Gesek Disk Brake ... 28
(6)
DAFTAR PUSTAKA
Sularso. MSME. Ir, Kiyokatsu Suga. 1997. Dasar Perencanaan dan
Pemilihan Elemen Mesin. PT. Pradnya Paramita: Jakarta.
Pakprofesor.blogspot/2011/11/ Pengertian sistem pengereman
Luthfiana.eprints 2012 UNY sistem pengereman hidrolis
Anonim. 2012 . Prinsip kerja rem
Drs.Mukasan , Drs Boentarto.1995 Teknik chasis Mobil