ANALISA KINEMATIKA DAN DINAMIKA POROS ENGKOL MOTOR BAKAR SATU SILINDER HONDA REVO

ANALISA KINEMATIKA DAN DINAMIKA POROS ENGKOL MOTOR BAKAR SATU SILINDER HONDA REVO SKRIPSI

  Skripsi Yang Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana NIM : 050401005 TOMMY PRAKOSO SURYO PUTRANTO DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2012

  

ANALISA KINEMATIKA DAN DINAMIKA

POROS ENGKOL MOTOR BAKAR SATU

SILINDER HONDA REVO

  Oleh :

  

TOMMY PRAKOSO SURYO PUTRANTO

NIM : 050401005

  Diketahui/ Disyahkan : Disetujui Oleh : Departemen Teknik Mesin Dosen Pembimbing Fakultas Teknik USU Ketua, Dr. –Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri Ir. Tugiman MT.

  NIP : 19641224 1992111 001 NIP : 19570412 198503 004

  

ANALISA KINEMATIKA DAN DINAMIKA

POROS ENGKOL MOTOR BAKAR SATU

SILINDER HONDA REVO

  Oleh :

  

NIM : 050401005

TOMMY PRAKOSO SURYO PUTRANTO

Telah diperiksa dan disetujui dari hasil seminar Tugas Skripsi

Periode ke-626 tanggal 17-03-2012

  Disetujui oleh : Disetujui Oleh :

  Dosen Pembanding I Dosen Pembanding II Dr. –Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri NIP : 19641224 1992111 001 NIP : 19540320 198101 1 001

  Ir. A. Halim Nasution, M.sc

  ANALISA KINEMATIKA DAN DINAMIKA POROS ENGKOL MOTOR BAKAR SATU SILINDER HONDA REVO TOMMY PRAKOSO SURYO PUTRANTO NIM. 050401005 Telah disetujui oleh : Ir. Tugiman K. MT.

  NIP : 19570412 198503 004 Penguji I,

  Penguji II, Ir. Mulfi Hazwi M.sc Ir. A. Halim Nasution, M.sc.

  NIP : 19491012 1981031 002 NIP : 19540320 1981011 001 Diketahui oleh, Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU Ketua, Dr. –Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri NIP : 19641224 1992111 001

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

  DEPARTEMEN TEKNIK MESIN AGENDA : /TS/2011 FAKULTAS TEKNIK USU DITERIMA : / /20 MEDAN PARAF :

TUGAS SKRIPSI

  NAMA : Tommy Prakoso Suryo Putranto NIM : 05 0401 005 MATA KULIAH : Kinematika dan Dinamika SPESIFIKASI TUGAS : Lakukanlah simulasi untuk mengamati perubahan nilai- nilai kinematika dan dinamika pada poros engkol motor bakar satu silinder sepeda motor HONDA REVO. Pembahasan meliputi : 1.

  Menentukan kecepatan dan percepatan pada poros engkol

2. Menentukan gaya yang bekerja pada main bearing.

  Diberikan tanggal : 28/10/2011 Selesai tanggal : 27/02/2012

  KETUA DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DOSEN PEMBIMBING Dr. –Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri NIP : 19642241992111001 NIP : 19570412198503004 Ir. Tugiman MT.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK USU MEDAN

  

KARTU BIMBINGAN

TUGAS SKRIPSI MAHASISWA

  No. : /TS/2011 Sub. Program Studi : Teknik Produksi Bidang Tugas : Kinematika dan Dinamika Judul Tugas : Analisa Kinematika dan Dinamika Poros Engkol Pada Honda Revo 4 Tak. Diberikan Tanggal : 28/10/2012 Selesai Tanggal : 27/2/2012 Dosen Pembimbing : Ir. Tugiman MT. Nama Mhs. : Tommy P. S. P

  NIM : 050401005 No. Tanggal Kegiatan Asistensi Paraf Dosen 1. 28/10/2011 Pemberian spesifikasi tugas 2. 2/11/2011 Asistensi BAB I 3. 17/11/2011 Asistensi BAB II dan perbaikan BAB I 4. 28/11/2011 Perbaikan BAB II 5. 6/12/2011 Asistensi BAB III 6. 13/12/2011 Perbaikan BAB III 7. 4/01/2012 Asistensi BAB IV 8. 12/01/2012 Diskusi Hasil dan Simulasi 9 25/01/2012 Asistensi BAB V 10. 9/02/2012 Perbaikan Hasil dan Simulasi 11. 27/02/2012 Siap diseminarkan Catatan :

  Diketahui,

  1. Kartu ini harus diperlihatkan kepada Ketua Departemen Teknik Mesin dosen pembimbing

  FT-USU

  2. Kartu ini harus dijaga bersih dan rapih

  3. Kartu ini harus dikembalikan ke Departemen Bila kegiatan asistensi telah selesai

  Dr. –Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri NIP : 19641224 1992111 001

  

ABSTRAK

  Honda REVO merupakan salah satu motor roda dua yang banyak digunakan di Indonesia. Produk keluaran pabrikan terkenal di Indonesia ini mencapai daya maksimumnya pada putaran 7500 RPM sebesar 8.46 PS, dan mencapai torsi maksimumnya pada putaran 5500 RPM 0.86 kg.f/m pada putaran 5500 RPM. Disebabkan intensitas pemakaian penggunaan sepeda motor sekarang ini yang butuh kecepatan tinggi yang memaksa mesin hingga pada putaran maksimumnya, sehingga dilakukan penelitian pada mekanisme engkol luncur untuk mengamati nilai-nilai kinematika dan dinamika pada motor tersebut, karena perbaikan dan pergantian pada bagian-bagian mekanisme engkol luncur tersebut yang sangat mahal. Hasil dari penelitian ini menunjukkan pada poros engkol mengalami torsi maksimum sebesar 106.8939 N.m. Metode yang digunakan untuk menganalisa mekanisme engkol luncur adalah metode analitik/ Hukum Newton dan MSC. MD ADAMS software. Kata kunci : Mekanisme engkol luncur, Daya Maksimum, Kinematika, Putaran Mesin

KATA PENGANTAR

  Puji syukur hanya bagi ALLAH SWT,, karena atas karunia dan ridho-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Shalawat dan salam selalu tercurah kepada Baginda Rasul Muhammad SAW., beserta keluarga, sahabat, serta orang- orang yang mengikutinya hingga akhir zaman.

  Skripsi ini merupakan salah satu syarat guna memperoleh gelar Sarjana

  

Teknik (ST) Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera

  Utara. Adapun judul skripsi ini adalah “Analisa Kinematika dan Dinamika Pada Poros Engkol Pada Motor Bakar Satu Silinder Honda Revo”.

  Penyelesaian skripsi ini tidak lepas dari dukungan dari berbagai pihak, oleh karena itu pada kesempatan kali ini penulis ingin menyampaikan penghormatan serta ucapan terima kasih yang sebesarnya kepada :

  1. Ayahanda dan Ibunda tercinta atas cinta kasih, dukungan moril, keuangan, serta seluruh keluarga yang memberikan motivasi kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini.

  2. Bapak Ir. Tugiman MT., selaku dosen pembimbing skripsi yang telah banyak memberikan arahan, diskusi, bimbingan, nasihat, serta kesempatan yang sangat memicu motivasi sehingga menyelesaikan skripsi ini.

  3. Bapak Dr.-Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri., selaku ketua Departemen Teknik Mesin Sumatera Utara.

  4. Bapak Ir. Mulfi Hazwi MT. selaku Penasehat Akademik penulis dari tahun 2005-sekarang, yang telah banyak memberikan nasihat dan motivasi.

  5. Seluruh Staff Pengajar Departemen Teknik Mesin Sumatera Utara yang telah memberikan bekal ilmu kepada penulis sehingga dapat dapat menyelesaikan skripsi ini dan Pegawai Departemen Teknik Mesin terima kasih atas kelancaran urusan birokrasi selama ini.

  6. Teman mahasiswa Mesin USU, khususnya Andre Wisudha.

  7. Anonymous, yang telah berbagi file khususnya ADAMS.

  8. De’Brastagi.Com atas premium account FILESONIC.com.

  9. Dan seluruh pihat terkait sehingga skripsi ini dapat rampung.

  Akhir kata semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua dan dapat dilanjutkan oleh rekan-rekan mahasiswa.

  Medan, 28 Mei 2012 TOMMY PRAKOSO SURYO PUTRANTO NIM : 050401005

  DAFTAR GAMBAR Hal

  18 Gambar 2.12 Proses pemodelan

  30 Gambar 3.8 Toolbox silinder pada adams view

  29 Gambar 3.7 Link poros engkol dan connecting rod

  29 Gambar 3.6 Link connecting rod pada adams view

  38 Gambar 3.5 Link poros engkol pada adams view

  27 Gambar 3.4 Tampilan pembukan adams view

  24 Gambar 3.3 Diagram alir pemodelan Adams

  23 Gambar 3.2 Honda revo

  20 Gambar 3.1 Kerangka konsep

  19 Gambar 2.13 Window pada adams view

  16 Gambar 2.11 Membuka Adams View

Gambar 2.1 Diagram reciprocating engine

  14 Gambar 2.10 Siklus Otto

  13 Gambar 2.9 Diagram benda bebas crankshaft

  11 Gambar 2.8 Diagram benda bebas poros engkol

  10 Gambar 2.7 Diagram benda bebas connecting rod

  9 Gambar 2.6 Diagram benda bebas piston

  9 Gambar 2.5 Posisi vektor C

  8 Gambar 2.4 Geometri engkol luncur

  7 Gambar 2.3 Geometri mekanisme engkol luncur

  6 Gambar 2.2 Diagram benda bebas mekanisme engkol luncur

  30

Gambar 3.9 Peluncur pada adams view

  41 Gambar 4.8 Mekanisme engkol luncur

  54

Gambar 4.16 Grafik gaya-gaya resultan pada tiap pena

  52 Gambar 4.15 Diagram benda bebas crankshaft

  50 Gambar 4.14 Diagram benda bebas poros engkol

  50 Gambar 4.13 Diagram benda bebas connecting rod

  48 Gambar 4.12 Diagram benda bebas piston

  46 Gambar 4.11 Grafik percepatan

  46 Gambar 4.10 Grafik kecepatan

  42 Gambar 4.9 Mekanisme engkol luncur

  40 Gambar 4.7 Grafik Torsi

  31 Gambar 3.10 Peluncur dan link

  39 Gambar 4.6 Grafik gaya komponen vertikal pada main bearing

  38 Gambar 4.5 Grafik gaya komponen horisontal pada main bearing

  37 Gambar 4.4 Grafik percepatan titik berat poros engkol

  36 Gambar 4.3 Grafik percepatan titik C

  35 Gambar 4.2 Grafik kecepatan titik C

  33 Gambar 4.1 Skema kinematis

  33 Gambar 3.13 Toolbox simulasi

  32 Gambar 3.12 Motion pada mekanisme

  31 Gambar 3.11 Sambungan pada mekanisme

  53

  DAFTAR TABEL Hal

Tabel 2.1 Tampilan pembuka pada window adams/ view

  19 Tabel 2.2 Deskripsi tool

  21 Tabel 3.1 Hasil pengukuran komponen engkol luncur

  25 Tabel 4.1 Hasil perhitungan kinematis

  49 Tabel 4.2 Hasil perhitungan kinematika secara analitik

  55 Tabel 4.3 Hasil perhitungan pada main bearing secara analitik

  57

  m

  I

  cy N

  F Gaya pada pena piston komponen horisontal px

  N F Gaya pada pena piston komponen vertikal py

  N F Gaya pada main bearing komponen horisontal rx

  N F Gaya pada main bearing komponen vertikal ry

  N G Gaya gravitasi bumi m/s

  2 Momen putar pada connecting rod zz kg.m

  F

  L

  2 Panjang connecting rod m m Berat connecting rod c kg m Berat piston p kg m Berat poros engkol pe kg n Putaran poros engkol rad/s n Ketetapan (2 untuk motor 4 tak) r

  RPM P Daya efektif kW

  P Tekanan efektif rata-rata eff kPa

  R Panjang poros engkol m

  S Panjang antar titik berat connecting rod dan

  pena piston

  Gaya pada pena engkol komponen vertikal

  F Gaya pada pena engkol komponen horisontal cx N

  

Daftar Notasi

Simbol Arti

  gcy m/s a

  Satuan

A Luas Permukaan Piston cm

a

  2 Percepatan Piston p m/s a

  2 Percepatan titik berat connecting rod

  komponen horisontal

  gcx m/s a

  2 Percepatan titik berat connecting rod

  komponen vertikal

  2 Percepatan titik berat poros engkol komponen

  D Diameter Piston cm

  horisontal

  gpx m/s a

  2 Percepatan titik berat poros engkol komponen

  vertikal

  gpy m/s

  C

  2 Perbandingan panjang poros engkol dan connecting rod m

• - N Putaran mesin

  T Torsi N.m

  2 Sudut putar connecting rod Deg θ

  Kecepatan sudut connecting rod

  ω

  1 rad/s

  Kecepatan sudut poros engkol

  deg ω

  Sudut putar poros engkol

  η

  U

  2 rad/s

  Percepatan sudut poros engkol

  α

  3 Kecepatan piston p m/s x Perpindahan piston m

  V Volume silinder d dm v

  m

  Panjang antara titik berat connecting rod dan pena engkol

  2 rad/s

  

Daftar Isi

LEMBAR PERSETUJUAN PEMBIMBING i LEMBAR PERSETUJUAN PEMBANDING ii LEMBAR PERSETUJUAN PENGUJI iii SPESIFIKASI TUGAS iv KARTU BIMBINGAN v LEMBAR EVALUASI SEMINAR SKRIPSI vi

  

ABSENSI PEMBANDING BEBAS MAHASISWA viii

ABSTRAK ix KATA PENGANTAR x DAFTAR ISI xii DAFTAR GAMBAR xiii DAFTAR TABEL xiv DAFTAR NOTASI xv

BAB I PENDAHULUAN

  1

  1.1 Latar Belakang

  1

  1.2 Maksud dan Tujuan

  3

  1.3 Batasan Masalah

  4

  1.4 Metode Penulisan

  4

  1.5 Sistematika Penulisan

  4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA

  6

  2.1 Pendahuluan

  6

  2.2 Mekanisme Engkol Peluncur

  7

  2.3 Persamaan kecepatan dan percepatan titik C

  9

  2.4 Analisa gaya pada main bearing

  10

  2.5 Analisa torsi

  14

  2.6 Gaya tekan pada permukaan piston

  15

  2.7 Md ADAM

  17 BAB III METODOLOGI PENELITIAN

  23

  3.1 Pendahuluan

  23

  3.2 Studi kasus

  24

  3.2.1 Spesifikasi motor

  24

  3.2.2 Dimensi motor bakar satu silinder

  25

  3.3 Gaya akibat pembakaran

  26

  3.4 Diagram alir simulasi

  27

  3.5 Prosedur simulasi

  28

  3.5.1 Proses pemodelan

  28

  3.5.2 Menentukan sambungan

  31

  3.5.3 Menentukan putaran

  32

  3.5.4 Proses Simulasi

  33

  3.6 Menampilkan hasil simulasi

  34 BAB IV HASIL SIMULASI DAN DISKUSI

  35

  4.1 Pendahuluan

  35

  4.2 Kecepatan dan percepatan pada titik C

  36

  4.3 Percepatan titik berat poros engkol

  38

  4.4 Gaya pada main bearing

  39

  4.5 Torsi pada poros engkol

  41

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

  5.1 Kesimpulan

  60

  5.2 Saran

  60 DAFTAR PUSTAKA

  xvi