rancang ulang sistem kemudi pada mobil ethanol/rancang... · 3. kekasihku yang tersayang yang telah...
TRANSCRIPT
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
LAPORAN TUGAS AKHIR
RANCANG ULANG SISTEM KEMUDI
PADA MOBIL ETHANOL
Disusun guna memenuhi sebagian syarat
Untuk menyelesaikan studi dan mendapatkan gelar
Ahli Madya Teknik Mesin
Disusun oleh :
Disusun Oleh :
SETYO AJI SRIHARTONO
I 8608030
PROGRAM STUDI D-III TEKNIK MESIN OTOMOTIF
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2012
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
RANCANG ULANG SISTEM KEMUDI
PADA MOBIL ETHANOL
Disusun Oleh :
SETYO AJI SRIHARTONO
I 8608030
Telah disetujui untuk dapat dipertahankan dihadapan Tim Penguji Proyek Akhir
Program Studi DIII Teknik Mesin Otomotif Fakultas Teknik Universitas Sebelas
Maret Surakarta.
Hari :
Tanggal :
Pembimbing I
WIBOWO, ST. MT
NIP. 196904251998021001
Pembimbing II
JAKA SULISTYA BUDI, ST
NIP. 196710191999031001
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
PENGESAHAN
Proyek Akhir ini telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan Tim
penguji Proyek Akhir Program Studi D III Teknik Mesin Otomotif Fakultas
Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima untuk memenuhi
persyaratan mendapat gelar Ahli Madya.
Pada hari :
Tanggal :
Tim Penguji Proyek Akhir
1. Ketua/Penguji I
Wibowo, S.T., M.T.
( 19690425 1999802 1 001 )
( )
2. Penguji II
Jaka Sulistya Budi, S.T.
(19671019 199903 1 001 )
( )
3. Penguji III
Ir. Wijang Wisnu Raharjo, M.T.
( 19681004 199903 1 002 )
( )
4. Penguji IV
Eko Prasetya Budiana , S.T., M.T.
( 19710926 199903 1 002 )
( )
Mengetahui,
Disahkan,
Ketua Program D-III Teknik Mesin Koordinator Proyek Akhir
Fakultas Teknik UNS Fakultas Teknik UNS
Heru Sukanto, ST.MT Jaka Sulistya Budi, S.T.
NIP. 197207311997021001 NIP. 196710191999031001
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iv
MOTTO
Janganlah menjadi yang terbaik untuk diri sendiri tetapi jadilah yang terbaik untuk
semua orang.
Jangan berusaha menjadi orang lain tetapi berusahalah untuk menjadi dirimu apa
adanya.
Sukses adalah ketika kita mampu mempersembahkan hasil yang terbaik untuk diri
kita sendiri dan orang lain.
Jangan mencintai makhluk atau pekerjaan melebihi cintamu kepada Allah SWT.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
v
PERSEMBAHAN
Laporan Proyek Akhir ini kami persembahkan kepada :
1. Kedua Orang tuaku, Bapak Nano Sudarmono dan Ibu Slamet Mulyanti
tercinta terima kasih atas semua dukungan, do’a materi dan segala
bimbingannya.
2. Semua keluargaku yang tersayang terima kasih atas semua dukungan, do’a
dan materi yang telah diberikan.
3. Kekasihku yang tersayang yang telah memberi suport dan dukungannya
sehingga laporan ini dapat terselesaikan.
4. Rekan-rekan mahasiswa D-III Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret
Surakarta angkatan 2008 terima kasih atas semua bantuannya.
5. Teman-teman kelompok Proyek Akhir ( Agung, Aji, Safriul ) terima kasih
atas semua kerja sama dan bantuannya.
6. Semua orang yang telah berjasa bagi penulis atas terselesainya laporan ini.
7. Semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian Proyek Akhir ini.
8. Almamater Universitas Sebelas Maret Surakarta.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vi
ABSTRAK
SETYO AJI SRIHARTONO TA, 2011, “LAPORAN PROYEK AKHIR MOBIL
ETHANOL : RANCANG ULANG SISTEM KEMUDI”
PROGRAM DIPLOMA TIGA, TEKNIK MESIN OTOMOTIF, FAKULTAS
TEKNIK, UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA
Proyek akhir ini bertujuan untuk merubah sistem kemudi pada mobil
ethanol supaya lebih nyaman dari mobil yang sudah ada. Proyek ini memodifikasi
sistem kemudi yang telah ada menjadi sistem kemudi yang dapat
disesuikan/disetel sehingga nyaman untuk dikendarai. Proses pengerjaan sistem
kemudi diawali dengan pembuatan desain, melepas sistem kemudi yang lama,
memotong bahan, pengelasan, pengecatan serta merangkai sistem kemudi yang
baru. Dari hasil memodifikasi didapat 5 pilihan sudut kemudi yang dapat disetel,
sehingga menambah kenyamanan pengemudinya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat
dan hidayah-Nya. Sehingga penulis dapat menyelesaikan Proyek Akhir dan
laporan yang berjudul ”Rancang Ulang Sistem Kemudi Pada Mobil Ethanol”.
Proyek akhir ini dibuat untuk memenuhi persyaratan mendapatkan gelar
Ahli Madya dan untuk menyelesaikan program studi D-III Teknik Mesin Fakultas
Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Banyak upaya dan usaha keras yang penulis kerjakan untuk mengatasi
hambatan dan kesulitan yang ada selama pengerjaan proyek akhir ini. Dan berkat
rahmat Allah SWT dan bantuan dari segala pihak, akhirnya tugas ini dapat
terselesaikan. Untuk itu dalam kesempatan yang bahagia ini, penulis
menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya.
2. Bp. Heru Sukanto, S.T., M.T. selaku Ketua Program D-III Teknik
Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
3. Bp. Jaka Sulistya Budi, S.T. selaku Koordinator Proyek Akhir Serta
selaku Dosen pembimbing II Proyek akhir
4. Bp.Wibowo, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing I Proyek Akhir.
5. Semua Dosen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas
Maret Surakarta.
6. Bapak dan Ibu tercinta beserta semua keluarga yang telah memberikan
dukungan, do’a dan bimbingan kepada penulis.
7. Rekan-rekan mahasiswa D-III Teknik Mesin Otomotif angkatan 2008
yang telah banyak membantu dalam penyelesaian tugas akhir ini.
8. Semua orang yang telah memberi kasih sayang, cinta, do'a dan
semangat untuk penulis.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
viii
9. Semua pihak yang telah membantu hingga terselesaikannya Proyek
Akhir dan penyusunan laporan ini.
Penulis yakin tanpa bantuan dari semua pihak, karya ini akan sulit
terselesaikan dalam hal perancangan, pengerjaan alat, pembuatan laporan, dan
dalam ujian pendadaran. Penulis menyadari banyak kekurangan dalam
penyusunan laporan ini, maka penulis mengharapkan saran dan kritik yang
membangun demi kemajuan bersama.
Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan
pembaca pada umumnya dan serta dapat menambah wawasan keilmuan bersama.
Surakarta, Pebruari 2012
Penulis
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ix
DAFTAR ISI
Halaman Judul ............................................................................................. i
Halaman Persetujuan ................................................................................... ii
Halaman Pengesahan ................................................................................... iii
Halaman Motto ............................................................................................ iv
Halaman Persembahan ................................................................................. v
Abstrak ........................................................................................................ vi
Kata Pengantar ............................................................................................ vii
Daftar Isi ..................................................................................................... ix
Daftar Tabel ................................................................................................. xii
Daftar Gambar ............................................................................................. xiii
Daftar Lampiran .......................................................................................... xv
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah ............................................................ 1
1.2 Rumusan Masalah ..................................................................... 2
1.3 Batasan Masalah ........................................................................ 2
1.4 Tujuan Proyek Akhir ................................................................ 2
1.4.1 Tujuan Akademis .................................................... 2
1.4.2 Tujuan Teknis ......................................................... 2
1.5 Manfaat Proyek Akhir .............................................................. 2
1.6 Sistematika Penulisan Laporan Proyek Akhir ........................... 3
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
x
BAB II DASAR TEORI
2.1 Uraian ........................................................................................ 4
2.2 Komponen Umum Sistem Kemudi ........................................... 5
2.2.1 Batang Kemudi ......................................................... 5
2.2.2 Gigi Kemudi .............................................................. 9
2.2.3 Sambungan Kemudi ................................................... 12
2.3 Perbandingan Karakteristik Roda Gigi ..................................... 12
2.4 Sistem Kemudi Rak dan Pinion ............................................... 13
BAB III PROSES PENGERJAAN DAN RINCIAN BIAYA
3.1 Dasar Proses Pembuatan ............................................................ 19
3.2 Kontruksi Sistem Kemudi .......................................................... 20
3.3 Kontruksi Rangka Dan Batang Kantilever ................................. 22
3.3.1 Bentuk Rangka Dan Batang Kantilever ...................... 22
3.3.2 Kekuatan Rangka Dan Batang Kantilever .................. 23
3.3.2.1 Kekuatan Rangka ........................................ 23
3.3.2.2 Kekuatan Batang Kantilever ........................ 28
3.3.3 Sambungan .................................................................. 31
3.4 Pengecatan ................................................................................. 31
3.5 Rincian Biaya ............................................................................. 32
3.5.1 Biaya Harga Bahan ...................................................... 32
3.5.2 Biaya Harga Alat dan Jasa ........................................ 34
BAB IV ANALISA PERBANDINGAN
4.1 Perbandingan Sistem Kemudi .................................................. 35
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xi
4.1.1 Posisi Setir ................................................................... 35
4.1.2 Posisi Jok ..................................................................... 36
4.1.3 Sambungan Universal Joint ......................................... 36
4.1.4 Diameter Setir .............................................................. 37
4.1.5 Posisi Pedal ................................................................. 37
4.1.6 Bentuk Dudukan Kemudi............................................ 38
4.2 Perbandingan Rentang Dimensi ............................................... 39
4.3 Hasil Pengambilan Data Kenyamanan Mobil Ethanol .............. 44
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ............................................................................... 46
5.2 Saran ......................................................................................... 47
Daftar Pustaka
Lampiran
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 1 Hasil Perhitungan Rangka ......................................................... 27
Tabel 2 Biaya harga bahan ...................................................................... 32
Tabel 3 Biaya harga alat .......................................................................... 34
Tabel 4 Biaya Tukang/Jasa ..................................................................... 34
Tabel 5 Hasil Perbandingan Rentang Dimensi ......................................... 41
Tabel 6 Jawaban Responden Mengenai Kenyamanan Mobil Ethanol ...... 43
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Cara Kerja bracket column ................................................. 6
Gambar 2 2. Penyetelan posisi roda kemudi ............................................ 6
Gambar 2.3. Mekanisme steering lock ..................................................... 7
Gambar 2.4. Batang kemudi model mesh ................................................. 8
Gambar 2.5. Batang kemudi tipe bola ...................................................... 8
Gambar 2.6. Gigi kemudi model cacing dan sector roller ....................... 9
Gambar 2.7. Gigi kemudi model cacing dan sector ................................. 10
Gambar 2.8. Gigi kemudi model screw pin ............................................. 10
Gambar 2.9. Gigi kemudi model screw dan nut ...................................... 11
Gambar 2.10. Gigi kemudi model recirculating ball ................................. 11
Gambar 2.11. Gigi kemudi tipe rak dan pinion ......................................... 12
Gambar 2.12. Rak pada steering rack housing .......................................... 13
Gambar 2.13. Tie rod ................................................................................. 14
Gambar 2.14. Ujung tie rod ........................................................................ 14
Gambar 2.15. Lengan knukel ..................................................................... 15
Gambar 2.16. Steering knukel .................................................................... 15
Gambar 2.17. Kontak gigi rak dan pinion .................................................. 17
Gambar 2.18. Kontruksi ban ...................................................................... 19
Gambar 2.19. Gambar penampang ban bias dan ban radial ....................... 20
Gambar 3.1. Bentuk rangka dan batang kantilever ................................ 22
Gambar 3.2 . Sudut pada rangka .............................................................. 23
Gambar 3.3. Kontruksi rangka .................................................................. .. 24
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xiv
Gambar 3.4 Distribusi gaya pada batang rangka .................................... ... 24
Gambar 3.5 Skema gaya batang ABC .................................................... .. 25
Gambar 3.6 Gaya potongan pada x-x ...................................................... ... 25
Gambar 3.7 Gaya potongan pada y-y ....................................................... .. 26
Gambar 3.8 Diagram BMD ....................................................................... .. 27
Gambar 3.9 Penampang bahan rangka ...................................................... .. 27
Gambar 3.10 Kontruksi batang kantilever .................................................... 28
Gambar 3.11 Gaya awal yang bekerja ......................................................... . 28
Gambar 3.12 Hasil pemindahan gaya .......................................................... . 29
Gambar 3.13 Penampang bahan pengunci ................................................... . 30
Gambar 4.1.1 Posisi setir .......................................... .................................... 35
Gambar 4.1.2 Posisi jok .......................................... ...................................... 36
Gambar 4.1.3 Sambungan universal joint ................................. ................... 36
Gambar 4.1.4 Diameter setir ..................................... ................................... 37
Gambar 4.1.5 Posisi pedal ......................... ................................................... 38
Gambar 4.1.6 Bentuk dudukan kemudi.......................................................... 38
Gambar 4.2.1 pengukuran tinggi lantai dengan roda kemudi ........................ 39
Gambar 4.2.2 pengukuran tinggi lantai dengan roda kemudi ........................ 39
Gambar 4.2.3 pengukuran tinggi lantai dengan kaca terbawah...................... 39
Gambar 4.2.4 pengukuran tinggi lantai dengan pedal……………………… 40
Gambar 4.2.5 pengukuran jarak pedal gas, rem, dan kopling ……………… 40
Gambar 4.2.6 pengukuran jarak kemudi dengan kursi/jok….……………… 40
Gambar 4.2.7 pengukuran jarak kursi/jok dengan pedal………………….... 41
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 : Sifat baja konstruksi umum menurut DIN 17100
Lampiran 2 : Angket responden kenyamanan mobil ethanol
Lampiran 3 : Gambar – gambar sistem kemudi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang Masalah
Fakultas teknik Universitas Sebelas Maret jurusan mesin otomotif kini
telah berhasil membuat mobil dengan body berbahan dari komposit sedangkan
chasisnya diambil dari chasis mobil Honda civic excellent keluaran tahun 70an.
Selain itu bahan bakar yang digunakan adalah bahan bakar ethanol.
Namun pada mobil yang telah dibuat terdapat beberapa kekurangan,
diantaranya yaitu pada sistem kemudi. Kekurangan pada sistem kemudi itu sendiri
antara lain pada posisi kemudi terlalu tinggi, posisi kemudi terlalu kekiri
sedangkan jok terlalu kekanan ( kurang sejajar ), kemudi terlalu berat dan posisi
pedal dengan lantai terlalu tinggi.
Maka dengan permasalahan diatas dilakukan perancangan ulang sistem
kemudi agar lebih nyaman. Dimana dalam perancangan tersebut dilakukan
penggeseran posisi kemudi dan membuat kemudi dengan sistem adjustable ( bisa
disesuaikan ). alasan dari penggunaan sistem adjustable itu sendiri karena terdapat
masalah dengan penentuan sudut kemudi yang pas bagi pengemudi, karena setiap
pengemudi mempunyai postur tubuh dan kenyamanan sendiri – sendiri. dengan
sistem adjustable diharapkan kemudi yang telah didesain ulang akan lebih nyaman
karena ketinggian kemudi dapat disesuaikan dengan tinggi pengemudi atau
disesuaikan sesuai kenyamanan pengemudi itu sendiri.
1.2.Rumusan Masalah
Dalam Proyek Akhir ini permasalahan dapat dirumuskan sebagai berikut:
“Bagaimana merubah sistem kemudi pada mobil ethanol menjadi
sistem kemudi yang dapat disesuiakan?”
1
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
2
1.3.Batasan Masalah
Agar tidak berkembang terlalu luas, maka penyusun membatasi
pembahasan masalah proyek akhir ini pada perubahan dan penggantian komponen
sistem kemudi yang meliputi ; perubahan sistem kemudi yang dapat disesuiakan
dengan 5 pilihan sudut kemudi, penggantian roda kemudi, perubahan posisi jok,
perubahan dudukan batang kemudi dan perubahan posisi pedal.
1.4.Tujuan Proyek Akhir
Penyusunan Proyek Akhir mempunyai tujuan yang dapat dikelompokkan
menjadi tujuan secara akademis dan teknis. Adapun tujuan-tujuan tersebut dapat
diuraikan sebagai berikut:
1.4.1.Tujuan akademis
a. Sebagai syarat kelulusan bagi mahasiswa yang menempuh program
diploma tiga teknik mesin otomotif.
b. Sebagai sarana pengamatan dan analisa teknis bagi mahasiswa.
c. Sebagai aplikasi ilmu teknik yang telah didapat dalam proses perkuliahan
baik praktis maupun teoritis.
1.4.2.Tujuan teknis
a. Mampu membuat sistem kemudi yang adjustable ( dapat disesuiakan )
b. Mampu merubah posisi jok, pedal, dan dudukan batang kemudi.
1.5.Manfaat Proyek Akhir
Proyek Akhir ini diharapkan dapat bermanfaat bagi mahasiswa. Adapun
manfaat-manfaat tersebut dapat dijabarkan sebagai berikut:
a. Melatih mahasiswa dalam menerapkan ilmu yang telah diperoleh dalam
bangku perkuliahan.
b. Melatih daya kreasi dan inovasi mahasiswa dalam melakukan analisa
teknis.
c. Melatih mahasiswa dalam bekerja team.
d. Melatih mahasiswa dalam situasi kerja nyata.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
3
1.6.Sistematika Penulisan Laporan Proyek Akhir
Sistematika yang digunakan dalam penyusunan proyek akhir ini dapat
dirumuskan sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Dalam bab ini menerangkan tentang latar belakang masalah, rumusan
masalah, batasan masalah, tujuan proyek akhir, manfaat proyek akhir, dan
sistematika penulisan laporan proyek akhir.
BAB II DASAR TEORI
Dalam bab ini dijelaskan mengenai uraian tentang kemudi, komponen
umum, perbandingan karakteristik tipe roda gigi, tipe rak and pinion, ban
dan pelek roda.
BAB III PROSES PENGERJAAN DAN RINCIAN BIAYA
Dalam bab ini menguraikan tentang langkah-langkah pengerjaan sistem
kemudi meliputi merancang ulang sistem kemudi, membongkar sistem
kemudi yang lama, memilih bahan, memotong bahan, pengelasan,
pengecetan, perangkaian sistem kemudi yang baru serta rincian biaya yang
dikeluarkan dalam Proyek Akhir.
BAB IV ANALISA
Pada bab ini berisi tentang perbandingan antara sistem kemudi yang lama
dengan hasil sistem kemudi yang baru, perbandingan rentang dimensi
antara mobil ethanol, kijang super, sedan civix exselent dan karimun estilo
serta hasil pengambilan data kenyamanan mobil ethanol.
BAB V KESIMPULAN
Dalam bab ini dipaparkan kesimpulan dan saran terhadap proses kerja
yang telah dilakukan dalam proyek akhir.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4
BAB II
DASAR TEORI
2.1. Uraian
Sistem kemudi yang merupakan bagian dari sistem Chasis-Transmisi
berfungsi sebagai pengatur arah kendaran dengan cara membelokkan roda
depan.
Sistem kemudi yang dipakai pada kendaraan jika ditinjau dari tenaga yang
dipakai untuk membelokkan roda kemudi dapat dibedakan menjadi:
a. Kemudi manual
Pada kemudi ini semua tenaga yang dibutuhkan untuk membelokkan
roda datang dari roda kemudi yang diputar oleh tenaga pengemudi.
b. Power steering
Pada sistem kemudi ini tenaga yang dibutuhkan untuk membelokkan
datang dari tenaga hidrolik atau elektrik, tidak datang dari pengemudi.
Putaran lingkaran roda kemudi dari pengemudi hanya merupakan
suatu sinyal bagi sistem tenaga pada sistem kemudi.
Sedangkan ditinjau dari jumlah roda yang berbelok saat roda kemudi
diputar, dapat dibedakan:
a. Sistem kemudi 2 roda
Sistem ini hanya menggunakan 2 roda (umumnya roda depan) untuk
mengendalikan arah kendaraan
b. Sistem kemudi 4 roda
Pada sistem ini keempat roda digunakan untuk mengendalikan arah
gerakan. Belokan roda depan berfungsi sebagai pemberi arah
sedangkan belokan roda belakang berfungsi sebagai pengendali atau
penyetabil arah gerakan kendaraan.
Kerja sistem kemudi secara garis besar dapat diterangkan sebagai berikut:
Saat steering wheel (roda kemudi) diputar steering column (batang kemudi)
akan meneruskan tenaga putarnya ke steering gear (gigi kemudi), yang akan
4
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5
memperbesar tenaga putar ini sehingga menghasilkan momen yang lebih
besar untuk menggerakkan roda depan melalui steering linkage (sambungan
kemudi).
Tipe sistem kemudi yang digunakan tergantung dari setiap mobil
dipengaruhi oleh sistem pemindah daya, suspensi, dan apakah digunakan
sebagai mobil penumpang atau komersial. Tipe yang banyak digunakan saat
ini adalah tipe recirculating ball dan tipe rack and pinion, khususnya untuk
mobil penumpang.
Bersama dengan sistem suspensi, sistem kemudi memegang peran penting
dalam menunjang kemudahan dan kenyamanan dengan senantiasa
memperhatikan keamanan saat pengemudian berlangsung, baik pada level
kecepatan tinggi, sedang, maupun rendah.
Sistem kemudi yang baik harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:
a. Mampu mengendalikan arah kendaraan dari berbagai situasi jalan,
jenis tikungan atau belokan dan kecepatan.
b. Menjamin stabilitas gerak dan arah kendaraan dalam berbagai kondisi
jalan dan kecepatan.
c. Tidak banyak menguras tenaga putar dari pengemudi saat memutar
roda kemudi.
d. Tidak membahayakan pengemudi saat terjadi kecelakaan.
2.2. Komponen Umum Sistem Kemudi
Secara umum sistem kemudi terdiri dari tiga bagian utama yang
menunjang kerja kemudi:
1. Batang kemudi
2. Gigi kemudi
3. Sambungan kemudi
2.2.1. Batang Kemudi
Batang kemudi merupakan bagian yang meliputi sambungan-sambungan
kemudi. Bagian-bagian tersebut antara lain poros utama yang berfungsi
meneruskan putaran roda kemudi ke gigi kemudi, dan column tube yang
mengikat poros utama ke bodi. Ujung atas dari poros utama dibuat
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
6
meruncing dan bergerigi, dan roda diikatkan di tempat tersebut dengan
sebuah mur pengikat.
Batang kemudi juga merupakan mekanisme penyerap energi yang
menyerap gaya dorong dari pengemudi saat terjadi kecelakaan. Batang
kemudi dipasang pada bodi melalui bracket column tipe breakaway
sehingga batang kemudi dapat bergeser turun saat terjadi kecelakaan. Cara
kerja pada waktu terjadi kecelakaan seperti terlihat pada gambar 2.1.
Ganbar 2.1 cara kerja bracket column
Bagian bawah poros utama dihubungkan pada gigi kemudi melalui
sambungan universal yang berfungsi memperkecil atau meredam kejutan
akibat dorongan jalan ke roda kemudi melalui gigi kemudi.
Pada jenis mobil tertentu juga dilengkapi sistem kontrol kemudi,
diantaranya mekanisme steering lock untuk mengunci poros utama.
Mekanisme tilt steering untuk memungkinkan penyetelan posisi vertikal
roda kemudi, serta mekanisme telescopic steering agar diperoleh panjang
poros utama yang diinginkan seperti terlihat pada gambar 2.2. dan gambar
2.3
Gambar 2.2 Penyetelan posisi roda kemudi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
7
Gambar 2.3. Mekanisme steering lock
Berdasarkan reaksi terhadap kecelakaan, poros utama dan batang kemudi
dibedakan menjadi dua jenis, yakni:
1. Non Collapsible
Pada tipe ini poros utama dan batang kemudi tidak mengalami
runtuh saat terjadi benturan akibat kecelakaan, sehingga keamanan untuk
tipe ini kurang terjamin.
2. Collapsible
Untuk tipe ini akan terjadi runtuhnya poros utama dan batang
kemudi saat kecelakaan. Berdasarkan bahan dan kontruksi yang
digunakan, tipe ini dibagi menjadi:
a. Tipe mesh
Tipe mesh mempunyai kolom dengan struktur jaring dan poros
utamanya terdiri dari bagian atas dan bawah yang disambung dengan
plastik pin. Sedang pada column bracket-nya dipasang capsule. saat
terjadi benturan, poros utama dan kolomnya akan mengalami runtuh,
maka capsule column bracket akan terlepas dan poros dan batang
kemudinya tertekan kebawah. Lihat pada gambar 2.4 dibawah ini:
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
8
Gambar 2.4. Batang kemudi model mesh.
b. Tipe bola
Kolom tipe ini terdiri dari dua bagian atas dan bawah, yang
tersambung oleh ball bearing, sedang poros utamanya terdiri dari
bagian atas dan bawah yang tersambung dengan plastic pin. Saat
terjadi benturan keras maka kolom dan poros utamanya akan
mengalami penyusutan, tenaga ini akan diserap oleh ball bearing yang
dipasang pada lower dan upper tube sehingga pengemudi terhindar
dari bahaya. Mekanismenya seperti terlihat pada gambar 2.5.
Gambar 2.5. Batang kemudi tipe bola.
Kedua jenis diatas mempunyai karakteristik yang memiliki kelebihan
dan kekurangan sebagai berikut :
a. Model Non Collapsible
Keuntungan :
- Poros utamanya lebih kuat sehingga banyak digunakan pada mobil
ukuran besar dan mobil niaga.
- Kontruksinya lebih sederhana.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
9
Kerugian :
- Saat kecelakaan terjadi, kemudi tidak dapat menyerap goncangan
sehingga keselamatan kurang terjamin.
b. Model Collapsible
Keuntungan :
- Saat benturan, goncangan dapat diserap oleh kemudi sehingga
pengemudi dapat lebih terjamin keselamatannya.
Kerugian :
- Poros utamanya kurang kuat, sehingga hanya digunakan pada
mobil ukuran kecil dan penumpang.
- Kontruksinya lebih rumit.
2.2.2. Gigi Kemudi
Gigi kemudi selain untuk mengarahkan roda depan, juga berfungsi
sebagai gigi reduksi untuk memperbesar putaran roda kemudi sehingga
tidak terasa berat. Untuk itu diperlukan perbandingan reduksi yang disebut
juga perbandingan gigi kemudi. pada umumnya perbandingan tersebut
antara 18 – 20 : 1. Perbandingan yang semakin besar akan menyebabkan
kemudi menjadi semakin ringan akan tetapi jumlah putaran akan
bertambah banyak untuk menghasilkan sudut belok yang sama.
Berdasarkan kontruksi gigi yang dipakai, maka gigi kemudi dapat
diklasifikasikan menjadi beberapa bagian :
a. Model cacing dan Sector Roller
Gigi cacing berkaitan dengan sector roller di bagian tengahnya.
Gesekannya dapat merubah sentuhan antara gigi dengan gigi menjadi
sentuhan menggelinding. Kontruksinya terlihat pada gambar 2.6.
Gambar 2.6. Gigi kemudi model cacing dan sector roller
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
10
b. Model cacing dan Sector
Pada model ini, hubungan gigi cacing dan sector berkaitan secara
langsung. Kerja gigi kemudi seperti terlihat pada gambar 2.7 di bawah
ini.
Gambar 2.7. Gigi kemudi model cacing dan sector
c. Model screw pin
Pada jenis roda kemudi ini, bekerja dengan mekanisme hubungan pin
yang berbentuk tirus yang bergerak sepanjang gigi cacing, dimana
seperti yang dapat dilihat pada gambar 2.8.
Gambar 2.8. Gigi kemudi model screw pin
d. Model Screw dan Nut
Di bagian bawah poros utama terdapat ulir dan sebuah nut terpasang
padanya. Pada nut terdapat bagian yang menonjol dan dipergunakan
tuas yang terpasang pada rumahnya, seperti terlihat pada gambar 2.9.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
11
Gambar 2.9. Gigi kemudi model screw dan nut.
e. Model Recirculating Ball
Model ini peluru – peluru diisikan dalam lubang – lubang nut dan gigi
cacing. Mempunyai sifat yang baik dalam menahan keausan dan
goncangan. Mekanisme kerja tipe ini dapat dilihat pada gambar
dibawah ini. 2.10.
Gambar 2.10. Gigi cacing model recirculating ball.
f. Model Rak dan Pinion
Gerakan putar pinion diubah secara langsung oleh rak menjadi gerakan
linear. Model rak – pinion mempunyai kontruksi yang sederhana, sudut
belok tajam dan ringan, tetapi goncangan yang diterima dari
permukaan jalan mudah diteruskan ke roda kemudi. Model rak pinion
dapat dilihat pada gambar dibawah ini. 2.11
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
12
Gambar 2.11. Gigi kemudi tipe rack dan pinion.
2.2.3. Sambungan Kemudi
Sambungan kemudi adalah kombinasi dari batang – batang dengan
lengan dimana bekerja untuk meneruskan gerakan gigi kemudi ke roda –
roda depan kiri dan kanan. Sambungan kemudi harus dapat dengan tepat
meneruskan gerakan roda kemudi ke roda – roda depan pada saat
kendaraan bergerak naik – turun saat berjalan.
Ada dua macam sambungan kemudi, yaitu sambungan kemudi untuk
suspensi rigid dan sambungan kemudi untuk suspensi independen. Untuk
suspensi rigid terdiri dari lengan pitman, drag link, lengan knukle, tie rod,
dan tie rod end ( ujung tierod ). Sedangkan untuk suspensi independen
terdapat sepasang tie rod yang disambungkan dengan relay rod ( pada tipe
rak dan pinion, rak berfungsi sebagai relay rod ). Sebuah pipa dipasangkan
diantara tie rod dan ujung tie rod untuk penyetelan panjang batang.
2.3. Perbandingan Karakteristik Tipe Roda Gigi
Penggunaan tipe gigi kemudi untuk tiap kendaraan sesuai dengan
fungsi operasional yang didasarkan pada pertimbangan karakteristik
bentuk dan kontruksi tanpa mengesampingkan faktor keamanan,
ekonomis, dan kenyamanan sebagai fungsi utama komponen chasis dan
transmisi.
Saat ini yang paling dominan dipakai dalam kendaraan adalah tipe
recirculating ball dan rak – pinion. Tipe rak dan pinion bila dibandingkan
dengan tipe recirculating ball memiliki keuntungan sebagai berikut :
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
13
- Kontruksinya sederhana dan lebih ringan
Dengan sifat diatas tipe ini relatif efisien karena gear box yang
diperlukan tidak terlalu besar, dan rak yang digunakan juga
berperan sebagai sambungan langsung terhadap kemudi, sehingga
relay rod tidak dibutuhkan.
- Kontak gigi terjadi secara langsung
Sifat diatas membuat tipe rak dan pinion dirasa lebih responsif
dibandingkan dengan tipe recirculating ball.
- Hambatan geser kecil
Kemudi tipe ini mampu memindahkan momen yang lebih baik,
sehingga dipandang putaran kemudi relatif lebih kecil.
- Perawatan lebih mudah
Hal ini dimungkinkan, karena kontruksi dari roda gigi yang
tertutup sehingga memudahkan dalam perawatan.
2.4. Sistem Kemudi Tipe Rak Dan Pinion
Model rak dan pinion pada umumnya dimanfaatkan pada kendaraan
berukuran kecil hingga sedang. Secara umum selain dari komponen utama
penyusun sistem kemudi seperti yang telah diterangkan didepan, tipe rak
dan pinion tersusun dari komponen berikut :
a. Rak
Rak dalam tipe rak dan pinion berfungsi sebagai relay rod yang
menghubungkan kemudi dan gigi secara langsung. Perkaitan rak
dan pinion dapat diatur oleh rack guide dengan menyetel baut
pengatur ( adjusting screw ).
Adapun gambar tipe kemudi rak dan pinion dapat dilihat dibawah
ini. 2.12
Gambar 2.12. Rack pada steering rack housing.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
14
b. Tie rod
Dengan ujung yang berbentuk ulir, tie rod dimungkinkan dapat
distel dengan memutar bola hubungan tie rod dan rumah rak,
sehingga toe in dapat diperoleh sesuai dengan ukuran yang di
inginkan. Gambar tie rod dapat dilihat dibawah ini.2.13
Gambar 2.13. Tie Rod
c. Ujung tie rod
Ujung tie rod yang ditunjukkan pada gambar 2.14 dibawah ini
berfungsi sebagai penghubung tie rod dengan lengan knukle. Pada
ujung tie rod dilengkapi dengan sambungan bola, yang untuk
kendaraan penumpang biasanya digunakan tipe sambungan bola
tanpa pelumasan, untuk itu bahan model ini harus tahan gesekan
dan memiliki daya tutup terhadap debu yang cukup baik dan
memerlukan gemuk yang khusus untuk perawatan.2.14
Gambar 2.14. Ujung Tie rod.
d. Lengan knukle
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
15
Berfungsi sebagai penerus gerakan tie rod ke roda depan melalui
steering knukle. Adapun gambar lengan knukle dapat dilihat
dibawah ini. 2.15
Gambar 2.15. Lengan Knukel
e. Steering knuckle
Seperti terlihat pada gambar 2.16 dibawah ini, bagian ini berfungsi
sebagai penahan beban yang terjadi pada roda depan dan sekaligus
sebagai poros putaran roda.
Gambar 2.16. Steering knuckle
Sesuai dengan letak pinion, tipe kemudi rak – pinion dapat
diklasifikasikan sebagai berikut :
1. Pinion tengah tie rod pinggir
Pada tipe ini, posisi pinion berada ditengah antara tie rod
kanan dan kiri. Model kontruksi semacam ini paling banyak
digunakan pada mobil, karena dipandang memiliki keunggulan
sebagai berikut.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
16
- Jika terjadi kecelakaan, keamanan lebih terjamin karena
tidak terhubung secara langsung dengan batang kemudi.
- Produksi lebih efisien untuk dibuat kemudi kiri dan kanan
Selain keunggulan diatas, juga terdapat kekurangan sebagai
berikut :
- Kontak gigi kecil
- Pemegasan tidak baik
- Pemakaian tempat besar
2. Pinion pinggir tie rod tengah
Tipe ini jarang dipakai pada kendaraan pada umumnya, namun
model ini juga memiliki kelebihan sebagai berikut :
- Kontak gigi besar
- Pemegasan baik, dengan tie rod yang panjang
memungkinkan pemegasan yang baik akibat perubahan
geometri yang kecil.
- Pemasangan tie rod bebas atau tidak terikat dengan tinggi
lengan suspensi.
Selain kelebihan diatas, terdapat juga kekurangan sebagai
berikut :
- Pemakain tempat yang lebih besar
3. Pinion pinggir tie rod pinggir
Model ini banyak di adopsi mobil Volvo, Toyota starlet, dan
ford laser. Tinggi dan panjang tie rod terhadap lengan suspensi
harus sama.
Keunggulan tipe diatas adalah sebagai berikut :
- Kontak gigi besar ( pinion miring terhadap rak )
- Harga relatif murah
- Memerlukan sedikit tempat
Selain kelebihan diatas, terdapat juga kekurangan sebagai
berikut :
- Pemegasan jelek, karena terot pendek
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
17
Perbandingan bervariasi pada gigi kemudi model rak dan pinion
didasarkan pada situasi dan kontruksi rak dan pinion. Adapun
perbandingan tersebut dapat dideskripsikan sebagai berikut :
1. Situasi
- Pada jalan raya, terjadi pengemudian langsung.
Pada situasi semacam ini pengemudi secara langsung merasakan
gaya pengemudian yang terjadi pada roda kemudi.
- Pada saat parkir, diperlukan gaya pengemudian yang lebih berat.
2. Kontruksi
- Jarak puncak gigi rak dibuat tidak sama.
- Pada tiap putaran pinion, terjadi perubahan gerak yang jaraknya
berubah – ubah. (2.17 )
Gambar 2.17. Kontak gigi rack dan pinion.
Saat pinion diposisi tengah
- Diameter kontak pinion lebih besar
- Jarak gerak rak lebih panjang
- Gaya kemudi berat, sudut yang dihasilkan lebih besar
Saat pinion diposisi pinggir
- Diameter kontak lebih kecil
- Jarak gerak rak lebih pendek
- Gaya kemudi ringan, tetapi sudut belok lebih kecil
Prinsip kerja rak dan pinion :
Pada ujung bawah gigi pinion terdapat hubungan dengan rak, yang
apabila roda kemudi diputar maka putaran tersebut akan diteruskan ke
rak melalui batang kemudi yang akan memutar gigi pinion yang
selanjutnya akan menggerakkan rak bergeser ke kanan dan ke kiri.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
18
yang diteruskan pada hubungan tie rod dan knukle yang akhirnya
menghasilkan sudut belok pada roda depan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
19
BAB III
PROSES PENGERJAAN DAN RINCIAN BIAYA
3.1. Dasar Proses Pengerjaan
Pada dasarnya, proyek akhir dengan judul rancang ulang sistem kemudi pada
mobil ethanol supaya lebih nyaman, adalah pebaikan dan pengerjaan ulang
sistem kemudi yang semula telah ada agar menjadi lebih nyaman.
Proses pengerjaan dimaksudkan untuk memperoleh sistem kemudi yang
lebih nyaman dibandingkan sebelumnya. Adapun langkah yang perlu dilakukan
dalam proses redesain sistem kemudi adalah sebagai berikut:
- Merancang ulang sistem kemudi
Dalam melakukan perancangan ulang sistem kemudi ini kita melihat dari
beberapa sistem kemudi yang sudah ada dan membandingkan dengan jok
yang telah dibuat maka didapat sistem kemudi yang adjustable ( dapat
disesuiakan/disetel dengan 5 pilihan sudut kemudi )
- Pembongkaran sistem kemudi lama
Pada proses ini sistem kemudi yang telah ada dibongkar untuk didesain
menjadi sistem kemudi yang adjustable.
- Memilih bahan
Bahan dudukan sistem kemudi dipilih dengan mempertimbangkan unsur
kekuatan, kemudahan pengerjaan, dan faktor harga ( ekonomi ).
- Pemotongan bahan
Bahan yang telah diukur sesuai dengan dimensi rancangan, dipotong dan
diukur dengan mengecek panjang sistem yang telah dirancang.
- Pengelasan
Potongan yang telah dihasilkan akan disambung dengan proses
pengelasan, hingga diperoleh hasil yang diharapkan.
19
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
20
- Pengecatan
Proses pengecatan dilakukan sebagai langkah untuk hasil yang lebih.
Dimana bagian yang dicat meliputi dasbort,dudukan dasbort dan dudukan
batang kemudinya agar sesuai dengan interior yang ada.
- Perangkaian sistem kemudi
Perangkaian sistem kemudi adalah sebagai langkah akhir dari redesain
sistem kemudi.
3.2. Kontruksi Sistem Kemudi
Spesifikasi teknis dari sistem kemudi rak dan pinion yang dipakai dapat
digambarkan dengan uraian sebagai berikut :
1. Roda kemudi
Roda kemudi sebagai komponen penggerak manual semula mempunyai
ukuran 12 inch diganti dengan ukuran 14 inch. dimana secara teknis semakin
besar lingkar roda kemudi akan semakin sedikit putaran yang diperlukan roda
kemudi untuk membelokan mobil.
2. Dudukan kemudi
Dudukan kemudi berfungsi sebagai tempat pengatur sudut pada roda kemudi
dimana dalam dudukan kemudi ini terdapat 5 pilihan sudut kemudi dan
dilengkapi dengan pengunci yang berfungsi untuk mengunci ketika selesai
memindahkan sudut roda kemudi. dudukan batang kemudi ini berbentuk
setengah kubus dengan ukuran 13x12 cm dan penguncinya berbentuk batang
kantilever.
3. Batang kemudi
Batang yang dipergunakan dalam meneruskan putaran roda kemudi ke bagian
rak dan pinion. Semula panjang batang kemudi 35,43 inch, dipotong menjadi
13,38 inch. dimana batang kemudi yang dipotong ini difungsikan sebagai
batang adjustable.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
21
4. Sambungan universal joint
Sambungan universal joint yang berfungsi meneruskan putaran dari batang
kemudi ke roda gigi semula berukuran 8,27 inch di tambah satu sambungan
universal joint lagi dengan ukuran 14,96 inch. dimana penambahan satu
sambungan universal joint ini difungsikan sebagai sambungan yang bebas
untuk menentukan sudut roda kemudi dengan menggeser naik/turun batang
kemudi.
5. Poros dan gigi pinion
Setelah dilakukan pembongkaran dan pengukuran maka diperoleh data
spesifikasi batang dan pinion sebagai berikut :
a. Diameter (d1)
Dalam : 1,2 cm
Luar : 2,1 cm
b. Jumlah gigi ( z1 ) : 6 buah
6. Rak
Sedangkan untuk spesifikasi gigi yang digerakan ( rak ) adalah sebagai
berikut.
a. Panjang langkah : 12 cm
b. Jumlah gigi ( Z2 ) : 25 gigi
7. Tie Rod
Panjang tie rod : 32 cm
8. Lengan Knukel
Panjang lengan knukle : 11 cm
8. Roda
a. Pelek
Kode spesifikasi pelek : 13 x 50 2,6
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
22
Artinya :
13 : jari – jari pelek 13 inch
50 : lebar pelek 50 mm
2,6 : tinggi flens pelek
b.. Ban
Kode spesifikasi ban : 155/65 R 13
Artinya :
155 : lebar ban 155 mm
65 : tinggi ban 65 mm dari diameter pelek
R13 : tipe radial, diameter pelek yang digunakan 13 inch
3.3. Kontruksi Rangka dan Batang kantilever
Rangka sebagai dudukan kemudi yang berfungsi menopang beban unit
kemudi, sedangkan batang kantilever berfungsi sebagai pengunci adjustable.
dimana rangka diperhitungkan memiliki kekuatan dan kontruksi yang kokoh baik
dalam keadaan diam maupun ada pergerakan. sedangkan batang kantilever
diperhitungkan memiliki kekuatan yang kokoh untuk menahan beban dari
pengemudi.
3.3.1. Bentuk rangka dan batang kantilever
Setelah mengalami proses pemilihan berbagai alternatif, maka dengan
pertimbangan faktor – faktor diatas diambil bentuk rangka dudukan adjustable
dan pengunci adjustable ( batang kantilever ) seperti gambar 3.1
penguat
penyangga Batang kantilever
Gambar 3.1 Bentuk rangka dan pengunci
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
23
3.3.2. Kekuatan rangka dan batang kantilever.
3.3.2.1. Kekuatan rangka
Dari fungsi utama yang dibuat, maka rangka dan dudukan sistem
kemudi tersebut diisyaratkan memiliki karakter yang kuat dan kokoh. Untuk
itu diperlukan bahan yang memiliki kriteria diatas sehingga dipilih pipa besi
dengan ukuran diameter 3 cm. pemilihan bahan diatas memiliki dasar
pertimbangan sebagai berikut :
- Kekuatan
Kekuatan rangka ditentukan dari jenis material yang digunakan. Untuk
menjamin kekuatan rangka sendiri penyusunan rangka dibuat bentuk persegi
panjang ditambah 2 penguat pada bagian tengah dan 2 penyangga dari
bawah, hingga terjadi hubungan yang saling menguatkan. Pada kontruksi
rangka ini diperhitungkan memiliki kekuatan dan kontruksi yang kokoh
untuk menahan beban yang harus ditanggung.
- Faktor ekonomi
Dilihat dari faktor harga, bahan ini sudah cukup untuk menopang sistem
kemudi yang dibuat, jika dibandingkan dengan bahan lain yang lebih mahal
dan tentunya bahan tersebut mempunyai spesifikasi yang lebih kuat juga.
Pada sisi ujung – ujung rangka dibuat agak menyerong seperti gambar
dibawah.hal ini dimaksudkan untuk mempermudah dalam pembuatan dasbort
Gambar 3.2 Sudut kemiringan rangka
sudut
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
24
- perhitungan rangka
A B
P=50 kg
Gambar 3.3 Kontruksi rangka
Penentuan arah gaya
P
A B
a b
L
Gambar 3.4 Distribusi gaya pada batang rangka
Diket : p = 50 kg ( asumsi )
a = 1,0 m
b = 0,2 m
L =1,2 m
= -
= -
= - 1,38 kg.m ( - ) searah jarum jam
=
=
= 6,94 kg.m ( + ) berlawanan jarum jam
1,2m
1 m 0,2m
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
25
= -
( 3a + b )
= -
( 3 (1) + 0,2 )
= - 3,70 kg
= -
( a + 3b )
= -
( 1+ 3 (0,2) )
= - 46,29 kg
A y C x B
1 0,2
y x
= 3,70 = 46,29
Gambar 3.5 Skema gaya batang ABC
Pot x-x ( B – C )
Vx MB= 6,94 kg.m
Nx C B RBH
x
Mx RB= 46,29
Gambar 3.6 Gaya potongan pada x-x
= 0
= - 46,29 kg
= 6,94 – 46,29.x
Titik B ( x=0 )
= 0
= - 46, 29 kg
= 6,94 – ( 46,29 . 0 )
= 6,94 kg.m
P=50 kg MA=1,38 kg.m MB= 6,94 kg.m
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
26
Titik C ( x=0,2 )
= 0
= - 46, 29 kg
= 6,94 – ( 46,29 . 0,2 )
= - 2,32 kg.m
Pot y-y ( C – A )
Nx A C B RHB
x- 0,2 0,2
Mx x
Gambar 3.7 Gaya pada potongan y-y
= 0
= - 46,29 + 50
= 3,71 kg
= - 46,29.x + 50. (x-0,2) + 6,94
Titik C ( x=0,2 )
= 0
= 3,71 kg
= - 46,29.0,2 + 50. (0,2-0,2) + 6,94
= - 2,32 kg.m
Titik A ( x=1,2 )
= 0
= -46,29 + 50
= 3,71 kg
= - 46,29.1,2 + 50. (1,2-0,2) + 6,94
= - 1,39 kg.m
P=50 kg MA=1,38 kg.m MB= 6,94 kg.m
Vx RB= -46,29
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
27
Tabel 1 Hasil perhitungan rangka
No Potongan Titik x ( m ) ( kg ) ( kg ) ( kg.m )
1 Pot(x-x)
B C
B 0 0 -46,29 6,94
C 0,2 0 -46,29 -2,32
2 Pot(y-y)
C A
C 0,2 0 3,71 -2,32
A 1,2 0 3,71 -1,39
Diagram gaya :
BMD A C B
Gambar 3.8 Diagram BMD
Jadi momen maksimumnya adalah 6,94 kg.m
R = 15 mm
Gambar 3.9 Penampang bahan rangka yng terbuat dari besi ST.37
dengan kekuatan tarik = 440 dan kekuatan geser = 240
( lampiran : table sifat baja konstruksi umum DIN:17100 )
=
=
=
{ – }
=
= 0,54
maka rangka aman
-1,39 kg -2,32 kg
do= 30 mm di= 28mm
6,94 kg
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
28
3.3.2.2 Kekuatan pengunci ( batang kantilever )
Batang kantilever digunakan sebagai pengunci adjustable, dimana
bahan pengunci terbuat dari besi ST 37. Dengan kekuatan tarik = 440
dan kekuatan geser = 240 ( lampiran: table sifat baja
konstruksi umum DIN:17100 ).
- Perhitungan pengunci ( batang kantilever )
Gambar 3.11 Kontruksi batang kantilever
RB
Gambar 3.12 Gaya awal yang bekerja
∑ = = 50kg = 50 -
∑ = 0 .14 + .16 = 0
50 kg
A
RC
Pengunci / Batang kantilever
16
14
B
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
29
14 + ( 50 – ).16 = 0
14 + 800 – 16 = 0
= - 800
= 400
= 50 -
= 50 - 400
= - 350
50 kg
A
Gambar 3.13 Hasil pemindahan gaya
= +
= 400 – 350 = 50 kg
=
=
=
=
= 25,4
maka batang kantilever aman
RD
RB 350 kg
RC 400 kg M
2
4
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
30
R
Gambar 3.13 Penampang bahan pengunci
M = .2 + .4
M = ( -350 kg.2mm ) + ( 400kg.4mm )
M = -700kg.mm + 1600kg.mm
M = 900 kg.mm = 9000 N.mm
- =
=
=
=
= 366,9
aman
Jadi untuk tegangan geser dan tegangan tarik pada batang kantilever dengan ukuran
diameter 5 mm aman digunakan.
D=5mm
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
31
3.3.3. Sambungan
Dari berbagai tipe sambungan, proses pengerjaan rangka digunakan
sambungan las. Dengan pertimbangan unsur kekuatan ikat dan sifat material
yang dipakai maka las yang digunakan adalah las busur listrik. Adapun proses
pengelasan yang digunakan sebagai berikut :
a. Elektroda
Jenis elektroda yang digunakan E 6013
Diameter : 3,2 mm
Panjang : 35 cm
Jenis selaput : High titania
Tebal selaput : 0.65 mm
b. Perangkat pengelasan
Pesawat las mempunyai arus searah ( AC )
Voltase : 220 volt
Arus sekunder : 160 Ampere
c. Alat bantu
Alat – alat bantu :
o Kaca mata alas
o Kabel
o Palu
o Sikat kawat
o Tang
3.4. Pengecatan
Agar rangka dan dudukan dari sistem tidak terjadi korosi, maka perlu
dilakukan pengecatan agar lebih awet. Proses pengecatan :
- Membersihkan permukaan yang akan dicat dari kotoran dan karat dengan
sikat kawat dan amplas gerinda.
- Mengatur kekentalan cat dengan menambahkan thinner dengan perbandingan
1 : 2 agar didapat kekentalan yang diinginkan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
32
- Sapukan cat dengan menggunakan kuas pada permukaan yang sudah
dibersihkan tadi.
- Keringkan bagian yang telah dicat
- Ulangi pengecatan pada bagian – bagian yang belum rata.
3.5. Rincian biaya
Faktor biaya juga memainkan peranan yang sangat penting dalam membantu
perkembangan sistem kemudi ini. Biaya yang berkaitan erat dengan penghasilan
suatu produk yang seharusnya memperhitungkan beberapa aspek seperti biaya bahan,
alat, pemrosesan, tenaga manusia dan sebagainya.
Dibawah ini rincian-rincian biaya yang dikeluarkan dalam pembuatan Proyek
Akhir Sistem kemudi.
3.5.1 Rincian biaya untuk membeli bahan
Tabel 2 Biaya harga bahan
NO MATERIAL/PEKERJAAN HARGA
SATUAN JUMLAH TOTAL
1 Pipa pejal ¾” @ 140.000 1 Batang 140.000
2 Besi plat 1mm @ 12.000 4 kg 48.000
3 Besi plat 3 mm @ 12.000 6 kg 72.000
4 Besi Profil U @ 12.000 10 kg 120.000
5 Plat galvanis 0,6 mm @ 14.000 12 kg 168.000
6 Universal joint ( kopel steer ) @ 175.000 1 batang 175.000
7 Roda kemudi @ 300.000 1 buah 300.000
8 Bushing pedal @ 7.500 2 buah 15.000
9 Bearing @ 75.000 1 buah 75.000
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
33
10 Per gas @ 2.500 2 buah 5.000
11 Per kopling @ 8.000 1 buah 8.000
12 Resin @ 23.000 2 kg 46.000
13 Gayung besar @ 5.000 1 buah 5.000
14 Kuas 3” @ 7.000 3 buah 21.000
15 Thiner @ 32.500 1 liter 32.500
16 ¼ DNT 9007 @ 17.000 1 kaleng 17.000
17 ½ Drainey 8756 @ 30.000 1 kaleng 30.000
18 Epoxy AF @ 15.000 1 kaleng 15.000
19 Ban Bl 155/65-13 @ 415.000 2 buah 830.000
20 Alkohol /Ethanol @ 38.000 1 liter 38.000
21 Bensin @ 4.500 5 liter 22.500
22 Karet tie rod @ 19.000 2 buah 38.000
23 Baut tie rod @ 5.000 1 buah 5.000
24 Baut 10” @ 1000 15 biji 15.000
25 Baut 12” @ 1.500 6 biji 7.500
26 Baut Pedal @ 10.000 1 buah 10.000
Total 2.263.500
Tabel 2 ( lanjutan )
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
34
3.5.2 Rincian biaya untuk pembelian alat dan jasa
Tabel 3 Biaya harga alat
NO MATERIAL/PEKERJAAN HARGA
SATUAN JUMLAH TOTAL
1 Elektroda @ 20.000 2 kg 40.000
2 Mata bor besi 6 mm @ 22.000 1 buah 22.000
3 Sikat baja @ 20.000 1 buah 20.000
4 Sikat kawat @ 14.000 1 buah 14.000
5 Gerinda selep @ 12.000 2 buah 24.000
6 Gerinda Potong @ 12.000 12 buah 144.000
7 Penjepit kertas @ 2.000 3 buah 6.000
Total 372.000
Tabel 4 Biaya Tukang/Jasa
NO MATERIAL/PEKERJAAN HARGA
SATUAN JUMLAH TOTAL
1 Potong+sambung cros joint @ 175.000 1 buah 175.000
2 Adjustable steer @ 250.000 1 buah 250.000
3 Perbaikan Tie rod dan
sayapnya @ 150.000 2 buah 300.000
4 Pasang ban @ 5.000 2 buah 10.000
Total 735.000
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
35
BAB IV
ANALISA PERBANDINGAN
Dari hasil pekerjaan yang telah dilakukan maka dapat dibuat analisa perbandingan
diantaranya perbandingan sistem kemudi sebelum didesain ulang dengan sistem
kemudi setelah di desain ulang, perbandingan rentang dimensi antara mobil ethanol
dengan mobil kijang super, sedan civic excelent dan karimun serta hasil pengambilan
data kenyamanan pada mobil ethanol.
4.1 Perbandingan antara sistem kemudi sebelum dan sesudah didesain ulang
4.1.1 Posisi setir
a. Sebelum didesain ulang setir mobil terlalu tinggi dan tegak, sehinga membuat
pengemudinya tidak nyaman, dikarenakan dengan kemudi yang tinggi dan
tegak pengemudi seperti mengemudikan mini bus.
b. Setelah didesain ulang setir lebih nyaman dengan desain adjustable yang bisa
disesuaikan dengan tinggi pengemudinya dengan 5 pilihan sudut kemudi dan
tentunya tidak tegak seperti mengemudikan mini bus.
Gambar 4.1.1 posisi setir
Sebelum Sesudah
35
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
36
4.1.2 Posisi jok
a. Sebelum didesain ulang posisi jok terlalu kekiri sehingga tidak simetri dengan
kemudi yang ada dan posisi jok juga terlalu rendah, sehingga untuk melihat
pandangan kedepan kurang leluasa.
b. Setelah didesain ulang posisi jok digeser agak kekanan dan disimetrikan
dengan posisi kemudi. Selain itu posisi jok juga ditinggikan sehingga untuk
pandangan kedepan lebih leluasa.
Gambar 4.1.2 posisi jok
4.1.3 Sambungan universal joint
a. Sebelum didesain ulang sambungan universal joint pendek dan hanya ada satu
sambungan sehingga tidak bias dibuat adjustable.
b. Setelah didesain ulang sambungan universal joint dipanjangkan dan ditambah
satu sambungan lagi yang berfungsi sebagai pengatur adjustable.
Sabelum Sesudah
Gambar 4.1.3 sambungan universal joint
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
37
4.1.4 Diameter setir
a. Sebelum didesain ulang setir berdiameter 12 ½ inch, sehingga putaran roda
kemudi yang diperlukan untuk membelokan mobil lebih banyak. dimana
secara teknis semakin besar roda kemudi, maka akan semakin sedikit putaran
yang diperlukan roda kemudi untuk membelokan mobilnya
b. Setelah didesain ulang setir diganti dengan diameter 14 1/6 inch, sehingga
Dengan torsi yang sama roda kemudi dengan diameter lebih besar
membutuhkan gaya yang lebih kecil dibandingkan dengan roda kemudi yang
mempunyai diameter kecil.
Sebelum Sesudah
Gambar 4.1.4 diameter setir
4.1.5 Posisi pedal rem, gas dan kopling
a. Sebelum didesain ulang jarak pedal rem, gas dan kopling agak kekiri dan
tidak simetri dengan jok yang telah ada. Selain itu posisinya terlalu tinggi
dengan lantai mobil, sehingga tidak nyaman untuk dipijak.
b. Setelah didesain ulang posisi pedal rem, gas dan kopling digeser agak
kekanan disimetrikan dengan posisi kemudi dan jok, dan juga disesuaikan
dengan tinggi kursi serta tinggi lantainya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
38
4.1.6 Bentuk dudukan batang kemudi
a. Sebelum didesain ulang bentuk dudukan batang kemudi dengan kerangka
mobil terlalu kekiri, sehingga menyebabkan setirnya juga melenceng kekiri.
b. Setelah didesain ulang bentuk dudukan batang kemudinya dibuat kekanan
serta difungsikan sebagai dudukan dasbort dan adjustablenya.
Sebelum Sesudah
Gambar 4.1.6 bentuk dudukan batang kemudi
Sebelum Sesudah
Gambar 4.1.5 posisi pedal rem, gas dan kopling
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
39
4.2 Perbandingan dan pengukuran rentang dimensi antara mobil sedan civic excelent,
kijang super, karimun dan ethanol.
Gambar 4.2.1 pengukuran tinggi lantai dengan roda kemudi
Gambar 4.2.2 pengukuran tinggi lantai dengan roda kemudi
Gambar 4.2.3 pengukuran tinggi lantai dengan kaca terbawah
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
40
Gambar 4.2.4 pengukuran tinggi lantai dengan pedal gas, rem, dan kopling
Gambar 4.2.5 pengukuran jarak pedal gas, rem, dan kopling
Gambar 4.2.6 pengukuran jarak kemudi dengan kursi/jok
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
41
Gambar 4.2.7 pengukuran jarak kursi/jok dengan pedal gas, rem, dan kopling
Tabel 5 Hasil perbandingan rentang dimensi antara mobil sedan civic
excelent, kijang super, karimun dan ethanol
NO HAL PEMBANDING SEDAN KIJANG KARIMUN ETHANOL
1 Tinggi lantai dengan
Roda kemudi 450 mm 550 mm 540 mm
MIN MAX
510 740
2 Tinggi lantai dengan
kursi / jok 300 mm 270 mm 260 mm 460 mm
3 Tinggi lantai dengan
Kaca terbawah 670 mm 630 mm 620 mm 800 mm
4
Tinggi lantai dengan
Pedal gas, rem dan
Kopling
160 mm 130 mm 130 mm 120 mm
5 Jarak antar pedal
( gas, rem, kopling ) 80 mm 120 mm 130 mm 110 mm
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
42
Tabel 5 ( Lanjutan )
6
JARAK
JOK/KURSI
DENGAN
KEMUDI
MIN 480 mm 540 mm 460 mm
MIN MAX
410 540
MAX 520 mm 660 mm 500 mm 570 700
7
JARAK
JOK/KURSI
DENGAN
PEDAL GAS,
REM, DAN
KOPLING
MIN 420 mm 340 mm 330 mm 360 mm
MAX 460 mm 460 mm 370 mm 470 mm
Keterangan :
1. Perbandingan tinggi lantai dengan roda kemudi mobil ethanol rentang
jarak minimal sampai dengan maksimal mampu mencapai rentang jarak
dimensi mobil kijang dan karimun.
2. Perbandingan tinggi lanti dengan kursi jok, mobil ethanol posisinya paling
tinggi dibandingan ketiga mobil diatas. Dimana pada penetapan
ketinggian kursi disesuaikan dengan tinggi lantai dengan bodi.
3. Perbandingan lantai dengan kaca terbawah mobil ethanol jaraknya paling
tinggi dibandingkan ketiga mobil diatas. Hal tersebut dikarenakan
penyesuaian antara lantai dengan bodi.
4. Perbandingan tinggi lantai dengan pedal gas, rem, dan kopling pada mobil
ethanol jaraknya sama dengan mobil kijang dan karimun. Dimana dalam
penetapan jarak tinggi lantai dengan pedal pada mobil ethanol diambil dari
spesifikasi mobil kijang.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
43
5. Perbandingan jarak antar pedal pada mobil ethanol jaraknya masih dalam
rentang nyaman, karena penetapan jarak antar pedal di ambil dari
spesifikasi mobil kijang.
6. Rentang jarak jok/kursi dengan roda kemudi dari jarak minimal sampai
dengan maksimal mobil ethanol mampu mencapai jarak minimal sampai
maksimal ketiga mobil lainya, sehingga mobil ethanol dapat disesesuaikan
jaraknya seperti mobil kijang, sedan, dan karimun.
7. Rentang jarak yang dimiliki mobil sedan, kijang, dan karimun mampu
dicapai mobil ethanol, karena rantang jarak minimal sampai dengan
maksimal ketiga mobil lainnya berada diantara rentang jarak minimal
sampai dengan maksimal mobil ethanol.
4.3 Hasil pengambilan data kenyamanan pada mobil ethanol
Berdasarkan penyebaran 10 kuesioner dapat dijelaskan tanggapan responden
mengenai kenyamanan sistem kemudi pada mobil ethanol, dapat dilihat pada
tabel berikut :
Tabel 6 Jawaban responden mengenai kenyamanan pada mobil ethanol
Skor Jawaban responden Frekuensi ( orang ) Presentase ( % )
4 Sangat nyaman 1 10 %
3 Nyaman 9 90 %
2 Kurang nyaman - 0 %
1 Tidak nyaman - 0 %
Total 10 100 %
Berdasarkan tabel 7 diatas dapat dilihat bahwa sebagian besar
responden menjawab mobil ethanol nyaman sebanyak 9 orang atau 90 %,
sedangkan yang menjawab tidak nyaman 0 atau 0 %. Dengan demikian
dapat disimpulkan bahwa mobil ethanol nyaman untuk dikendarai.
Sumber : Data primer yang diolah
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
45
BAB V
PENUTUP
5.1.Kesimpulan
1. Dengan sistem kemudi yang dapat disesuaikan/disetel maka pengemudi
dapat menyesuaikan kenyamanan dalam berkendara dengan 5 pilihan
sudut kemudi. .
2. Dengan diameter setir yang lebih besar maka untuk memutar setir saat
membelokan kendaraan, setir akan terasa lebih ringan.
3. Pedal terasa lebih nyaman setelah posisinya digeser kekanan
menyesuaikan posisi jok dan sistem kemudinya.
4. Jok yang sebelumnya kurang nyaman karena terlalu rendah sekarang
terasa lebih nyaman setelah ditinggikan sehingga lebih leluasa untuk
memandang kedepan.
44
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
45
5.2. Saran-saran
1. Sistem kemudi akan lebih terasa nyaman lagi apabila dilengkapi
dengan telescopic steering yang berfungsi untuk mengatur panjang
main shaft, agar diperoleh posisi yang sesuai.
2. Model pemindah sudut pada adjustable steering akan lebih terasa
nyaman apabila dibuat bergerigi dengan tuas kecil sebagai
pengaturnya seperti pada adjustable mobil sedan.