25
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Pendahuluan
Bab ini berisikan metodologi yang digunakan untuk menyelesaikan permasalahan skripsi ini. Secara umum metodologi yang digunakan dalam skripsi
adalah pemodelan dengan menggunakan MSC ADAMS dan melakukan perbandingan analisa secara manual dan simulasi yang dihasilkan oleh MSC
ADAMS.
Gambar 3.1 Kerangka konsep
Dalam skripsi ini dilakukan studi kasus mekanisme motor bakar yang diaplikasikan pada sepeda motor merk Honda Revo, dimana data dapat dilihat
Universitas Sumatera Utara
26
pada tabel 3.1. Kemudian dilakukan perbandingan hasil secara manual dan simulasi dengan MSC ADAMS.
3.2 Studi Kasus 3.2.1
Spesifikasi Motor
Sebagai studi kasus dalam skripsi ini dipilih motor bakar jenis bensin yang biasa diaplikasikan pada sepeda motor. Adapun spesifikasi mesin yang
digunakan dalam skripsi ini merupakan mesin dari sepeda motor Honda Revo yang merupakan keluaran pabrikan terkemuka di Indonesia.
Spesifikasi mesin Honda Revo dapat dilihat pada sebagai berikut :
Gambar 3.2 HONDA REVO
Universitas Sumatera Utara
27
•
Panjang X lebar X tinggi : 1.919 x 709 x 1.080 mm
•
Jarak Sumbu Roda : 1.227 mm
•
Jarak terendah ke tanah : 135 mm
•
Berat kosong : 97 kg
•
Tipe rangka : Tulang punggung
•
Tipe suspensi depan : Teleskopik
•
Tipe suspensi belakang : Lengan ayun dengan peredam kejut ganda
•
Ukuran ban depan : 7090 - 17 MC 38P
•
Ukuran ban belakang : 8090 - 17 MC 44P
•
Rem depan : Cakram hidrolik, dengan piston tunggal
•
Rem belakang : Tromol
•
Kapasitas tangki bahan bakar : 3,7 lt
•
Tipe mesin : 4 langkah, SOHC, pendinginan udara
•
Diameter x langkah : 50 x 55,6 mm
•
Volume langkah : 109,1 cc
•
Perbandingan Kompresi : 9,0 :1
•
Daya Maksimum : 8,46 PS7.500 rpm
•
Torsi Maksimum : 0,86 kgf.m5.500 rpm
•
Kapasitas Minyak Pelumas Mesin : 0,8 lt pada pergantian periodik
•
Kopling Otomatis : Ganda, otomatis, sentrifugal, tipe basah
•
Gigi Transmsi : 4 kecepatan bertautan tetap
•
Pola Pengoperan Gigi : N - 1 - 2 - 3 - 4 - N
•
Starter : Pedal dan Elektrik
•
Aki : MF 12 V - 3 Ah
•
Busi : ND U20EPR9S, NGK CPR6EA-9S
•
Sistem Pengapian : DC-CDI, Battery HARGA : Rp 11,400,000
Sumber : CV. Indako Trading Co.
3.2.2 Dimensi Motor Bakar Satu Silinder
Data dimensi ini akan digunakan untuk proses pemodelan dengan menggunakan ADAMS. Hasil pengukuran ditabulasikan pada tabel 3.1.
Tabel 3.1 Hasil Pengukuran
Piston • Diameter : 40.95 mm
• Berat : 86.50 gr Connecting rod
• Panjang : 94.53 mm • Berat : 144.17 gr
Poros engkol • Panjang : 26.50 mm
Sumber : CV. Indako Trading Co.
Universitas Sumatera Utara
28
3.3 Gaya akibat pembakaran
Pembebanan diawali dengan mencari nilai gaya tekan yang terkonsentrasi di piston. Besarnya gaya F dapat dihitung dengan menggunakan rumus tekanan
efektif rata-rata seperti pada bab 2 sebelumnya.
Dimana, P
= 8.46 PS = 6.22 kW V
d
= 109.1 cm
3
=109.1 x 10
-3
dm
3
N = 7500 R.P.M = 450000 R.P.S
n
R
Mep = 0.25338 kPa = 2 Motor 4 tak
Dan secara matematis gaya yang ditimbulkan hasil pembakaran pada permukaan torak adalah,
2.25 Dimana,
D = Diameter piston cm
A = Luas permukaan kepala piston
= π4.D =π4.4.095
2
=13.17 cm
2 2
Universitas Sumatera Utara
29
F = 0.25338 kPa . 13.17 cm
= 33.38 kN
2
= 3338 N
3.4 Diagram Alir Simulasi
Dalam skiripsi ini, aliran proses simulasi menggunakan proses komputer meliputi, yaitu proses pemodelan untuk membuat suatu pendekatan sistem motor
bakar satu silinder akan dilakukan dengan menggunakan bantuan software MSC
MD Adams.
Gambar 3.3 Diagram Alir Pemodelan Motor Bakar Satu Silinder Dengan MSC MD ADAMS
Universitas Sumatera Utara
30
3.5 Prosedur Simulasi 3.5.1
Proses Pemodelan
MSC MD ADAMS merupakan salah satu software keluaran MSC seperti NASTRAN, MD NASTRAN, PATRAN, dll. Hanya saja software MSC MD
ADAMS ini dikhususkan untuk mensimulasikan perhitungan kinematis dan dinamis pada suatu sistem.
Pada pemodelan sistem motor bakar menggunakan ADAMS ini menggunakan pendekatan. Yaitu bentuk komponen hanya berupa link-link
dan silinder. Berikut tahap-tahap pemodelan, pemberian hubungan atau joint, dan motion pada poros engkol
Memulai MSC MD ADAMS , Start\Program Files\MSC.Software\MD_Adams\2010\View
Gambar 3.4 Tampilan pembuka ADAMS VIEW
Universitas Sumatera Utara
31
1. Pemodelan poros engkol dan batang hubung
Pemodelan dilakukan dengan fitur toolbox dari ADAMS, yaitu link seperti pada gambar 3.5. Pada link yang pertama kali dibuat adalah poros engkol. Panjang
poros engkol sepanjang 2.54 cm yang disesuaikan dengan panjang poros engkol HONDA SUPRA. Sedangkan tebal dan lebarnya dibuat sesebasa 1 cm.
Gambar 3.5 Link poros engkol pada ADAMS VIEW
Proses pemodelan connecting rod batang hubung juga dilakukan seperti halnya poros engkol. Dimana panjang connecting rod sebesar 9.45 cm yang
panjangnya disesuaikan panjang sebenarnya, sedangkan lebar dan tebalnya dibuat 1 cm.
Gambar 3.6 Link Connecting Rod
Universitas Sumatera Utara
32
Gambar 3.7 Connecting rod dan poros engkol
2. Proses pemodelan peluncur
Pemodelan dilakukan dengan toolbox yaitu cylinder. Toolbox cylinder dapat dilihat seperti pada gambar 3.8. Pada silinder ini ditentukan diameter silinder
sebesar 4.9 cm, dan tinggi silinder sebesar 4 cm. Gambarnya seperti gambar 3.9.
Gambar 3.8 Toolbox Cylinder pada ADAMS VIEW
Universitas Sumatera Utara
33
Gambar 3.9 Peluncur
Gambar 3.10 Peluncur dan link
3.5.2 Menentukan sambungan
Pada ADAMS VIEW jenis sambungan yang berputar atau yang bergerak rotasi seperti sambungan poros engkol adalah revolute joint. Jenis-jenis
sambungan pada mekanisme :
Universitas Sumatera Utara
34
1. Revolute Joint
a. Ground dan poros engkol
b. Poros engkol dan connecting rod
c. Connecting rod dan Peluncur
2. Translational Join
a. Peluncur dan ground
Keseluruhannya seperti pada gambar 3.11.
Gambar 3.11 Sambungan pada mekanisme
3.5.3 Menentukan putaran
Pada ADAMS VIEW menentukan besarnya putaran menggunakan tool Rotational Joint Motion. Putaran ini diletakkan pada sambungan antara ground
dan poros engkol. Besarnya putaran yaitu 45040.95 degs atau setara 7500 rpm seperti yang terlihat pada gambar 3.12.
Revolute Joint
Translasi Joint
Universitas Sumatera Utara
35
Gambar 3.12 Motion pada mekanisme
3.5.4 Proses simulasi
Proses simulasi dilakukan dengan toolbox interactive simulation control. Gambarnya seperti pada gambar 3.13.
Gambar 3.13 Toolbox simulasi
Tombol untuk menjalankan simulasi, tombol agar simulasi berhenti, dan tombol untuk mereset simulasi
Motion
Universitas Sumatera Utara
36
3.6 Menampilkan Hasil Simulasi
Untuk menampilkan hasil simulasi, menggunakan tool Postprocessing, tool ini menampilkan nilai-nilai kinematika, seperti perpindahan, kecepatan, dan
percepatan peluncur.
Universitas Sumatera Utara
37
BAB IV HASIL SIMULASI DAN DISKUSI
4.1. Pendahuluan
Pada bab ini akan dibahas hasil simulasi pada mekanisme motor bakar satu silinder dengan menggunakan software MSC MD ADAMS dan hasil analisa secara
analitik seperti yang dihasilkan pada bab 2 dengan menggunakan metode spreadsheet. Hasil simulasi ini, baik secara manual dan animasi menggunakan
putaran yang konstan.
Gambar 4.1 Skema kinematis
X TMA
L R
-L Sin β = R Sin θ
R + L
Universitas Sumatera Utara