TUGAS TEKNOLOGI OTOMOTIF

NAMA : SANDY PRAMIRTHA

NRP : 2112105005

DOSEN : Prof. Ir I Nyoman Sutantra, MSc, PhD

JURUSAN TEKNIK MESINFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBERSURABAYA 2013

Tugas 1

Informasi Perkembangan Power Train Terkini :

1. Gambar

2. Cara Kerja

3. Keunggulan & Kelemahan

Power train adalah sistem pada mobil yang mengatur transfer tenaga dari mesin ke roda.

Tiap mobil memiliki desain yang berbeda dalam meletakkan mesin, ataupun menggerakkan

rodanya. Ada mobil yang meletakkan mesinnya di depan, ada juga yang meletakkan

mesinnya di tengah ataupun dibelakang dari mobil itu. Bukan hanya meletakkan mesinnya,

tapi roda mana yang diputar oleh mesin pun berbeda. Ada mobil yang memutar roda

belakangnya, dan ada yang memutar roda depannya, serta ada juga yang memutar roda

belakang dan roda depan. Yang dimaksud memutar roda di sini adalah tenaga mesin

ditransfer ke roda mana? Jadi bukan roda yang berputar. Pada saat jalan semua roda berputar,

tapi tak semua yang digerakkan oleh mesin. Roda depan atau roda belakang yang diputar

oleh  mesin. Untuk itu saya akan menjelaskan sedikit mengenai pengelompokan dari tipe

power train:

1. FF singkatan dari Front engine Front drive. Maksudnya adalah mesin berada di bagian

depan mobil , dan roda depan yang digerakkan oleh mesin. Jadi roda belakang hanya

berputar saja, alias tidak mendapat tenaga dari mesin.

2. FR singkatan dari Front engine Rear drive. Maksudnya adalah mesin berada di bagian

depan mobil, dan roda belakang yang digerakkan oleh mesin. Ini berkebalikkan

dengan tipe FF, roda depan tidak mendapat tenaga dari mesin.

3. RR singkatan dari Rear engine Rear drive. Maksudnya adalah mesin berada di bagian

belakang mobil, dan roda belakang yang digerakkan oleh mesin. Jadi roda depan tidak

mendapat tenaga dari mesin. Tipe ini hampir sama dengan tipe FR , hanya letak

mesinnya yang dibelakang. Sedangkan roda yang digerakkansama seperti tipe FR.

4. 4WD singkatan dari 4 Wheel Drive. Artinya baik roda belakang atau roda depan sama

– sama mendapat tenaga dari mesin. Roda depan ada 2 dan roda belakang ada 2 ,

maka disebut 4 roda. Mobil yang biasa menggunakan tipe ini adalah Jeep, yang

biasanya digunakan untuk medan berlumpur.

Dari keempat tipe power train yg saya ulas diatas memiliki keunggulan masing2. Dari data yg

saya kumpulkan biasanya untuk tipe FR banyak digunakan untuk mobil dengan daya angkut

besar, seperti truk, dan kontainer. Sedangkan untuk mobil beban ringan, biasanyanya

menggunakan tipe FF. sedangkan tipe RR banyak digunakan pada mobil seperti bus. Tapi ada

juga bus yang menggunakan tipe FR.

Tipe Power train yang ingin saya ulas lebih dalam adalah tipe four whell drive (4WD), seperti

yg saya jelaskan di point 4, Four Wheel Drive merupakan kendaraan yang menyalurkan

tenaga mesin  ke seluruh roda. Penyaluran tenaga  mesin juga dibagi rata 50:50 untuk roda

depan dan belakang. Dibawah ini Skematic dari power train jenis ini.

1. Cara Keja

Engine menghasilkan tenaga yang dibutuhkan untuk menjalankan mobil (indicated horse

power), kemudian tenaga dari mesin diteruskan ke transmisi untuk merubah torsi mesin,

sehingga dihasilkan gaya dorong sesuai dengan kebutuhan kendaraan. Torsi converter

berperan sebagai pelepas dan penghubung hubungan mesin dan transmisi dalam rangka

merubah ratio gigi transmisi. Transmisi dihubungkan dengan diferensial tengah (transfer

case) yang membagi tenaga ke roda belakang dan roda depan. Kemudian power diteruskan

dari transmisi ke difrential melalui propeller shaf. Sampai akhirnya didistribusikan merata

kesetiap roda.

2. Keunggulan dan kelemahan

A. Menggunakan transmisi otomatis

Transmisi otomatis adalah transmisi yang melakukan perpindahan gigi percepatan

secara otomatis. Untuk mengubah tingkat kecepatan, pada sistem transmisi otomatis ini

digunakan mekanisme gesek dan tekanan minyak transmisi otomatis. Pada transmisi otomatis

roda gigi planetari berfungsi untuk mengubah tingkat kecepatan dan torsi seperti halnya pada

roda gigi pada transmisi manual. Dengan ini transmisi otomatis dapat menjaga daerah operasi

yg optimum.

Gambar 3. Gigi planetari pada transmisi otomatis.

Gambar 2. Transmisi Otomatis

Transmisi otomatis dikendalikan dengan hanya menggerakkan tuas percepatan ke posisi

tertentu. Posisi tuas transmisi otomatis disusun mengikut format P-R-N-D-3-2-L, sama ada

dari kiri ke kanan ataupun dari atas ke bawah. Mesin hanya bisa dihidupkan pada posisi P

ataupun N saja.

Umumnya moda transmisi otomatis adalah seperti berikut:

P (Park) adalah posisi untuk kendaraan parkir, Transmisi terkunci pada posisi ini

sehingga kendaraan tidak bisa didorong.

R (Reverse) adalah posisi untuk memundurkan kendaraan.

N (Neutral) adalah posisi gir netral, hubungan mesin dengan roda dalam keadaan

bebas.

D (Drive) adalah posisi untuk berjalan maju pada kondisi normal.

2/S (Second) adalah posisi untuk berjalan maju di medan pegunungan .

1/L (Low) adalah posisi maju pada gir ke satu, hanya digunakan pada saat

mengendarai pada medan yang sangat curam.

Sedangkan opsionalnya adalah :

3 adalah posisi untuk berjalan maju dan transmisi tidak akan berpindah pada posisi gir

atas.

O/D (Over Drive) adalah posisi supaya perpindahan gir pada transmisi terjadi pada

putaran mesin yang lebih tinggi.

B. Torque Converter

1. Fungsi dari torque converter adalah :

a. Melipat gandakan momen yang dihasilkan oleh mesin

b. Menjadi kopling otomatis yang mengirimkan momen mesin menuju ke transmisi

c. Menyerap getaran mesin

d. Melembutkan putaran mesin

e. Sebagai pompa oli ke hidraulic control system

2. Cara kerja torque converters Torque converter

Prinsip dasar cara kerja torque converters diambil dari dua kipas angin yang

dipasang saling berhadapan, dimana kipas yang satu dialiri arus listrik (PLN) sementara

yang satunya dibiarkan tanpa dialiri arus listrik. Pada hal ini kipas yang tidak dialiri arus

listrik akan ikut berputar karena tertiup angin dari kipas yang berada dihadapanya dengan

arah yang sama, prinsip dasar inilah yang digunakan pada torque converters.

Lewat torque converter ini torsi disalurkan dengan mekanisme pompa dan turbin.

Didalam torque converter terdapat 3buah baling2. Yang pertama bekerja sebagai pompa

yang dikopel langsung dengan mesin. Yang kedua "turbin" dikopel langsung dengan

planetray gear. Dan yang terakhir adalah stator. Cara kerjanya, baling-baling yang terkopel

pada mesin berputar untuk memompakan Oli transmisi didalam sebuah ruang tertutup.

Lalu tekanan oli tersebut mendorong turbin layaknya air bertekanan yang menggerakkan

pembangkit listrik tenaga air. Konsep sederhananya, anda menyalakan sebuah kipas angin

lalu tepat didepannya anda letakkan kipas angin yang lain dalam keadaan mati. Maka

kipas angin yang mati tadi akan berputar seiring meningkatnya tekanan udara dari kipas

angin yang menyala. Dari sistem tersebut, didapatkan peningkatan torsi pada turbin saat

RPM pada mesin meningkat. Karena itulah perlengkapan ini disebut torque converter.

Karena dia merubah putaran tinggi pada mesin menjadi torsi saat dibutuhkan. Namun alat

ini jugalah yang menyebabkan konsumsi bahan bakar pada mobil matik meningkat.

Karena pompa dan turbin tidak akan pernah berputar 1:1 saat berbeban.

3. Lock up mechanism

Torque converter tidak selamanya menyalurkan tenaga putar ke transmisi dengan

perbandingan 1 : 1, tapi ada sebagian kecil tenaga yaitu sekitar 4 - 5 % yang hilang. Hal

ini tentunya sangat merugikan karena akan mengakibatkan pemborosan bahan bakar.

Untuk menghindari hal tersebut di buat mekanisme lock up mechanism yang akan

mengunci torquer converter ketika kendaraan berjalan pada kecepatan 37 mph atau 60

km/jam atau lebih tinggi. Ketika mekanisme ini bekerja maka tenaga putar dari mesin

akan di salurkan 100 % menuju ke transmisi.

C. Menggunakan Sistem Pemulihan Energi Kinetik

Sistem Pemulihan Energi Kinetik atau Kinetic Energy Recovery Systems (bisa juga

disebut Kinetic Energy Regenerative System) adalah sebuah sistem penyimpanan energi yang

mengambil lagi energi yang terbuang saat mobil direm. Dengan cara ini, konsumsi bahan

bakar menjadi lebih irit. Emisi gas buang, terutama CO2 dapat pula dikurangi.

Ketika mobil direm, mesin tetap bekerja. Tenaga yang dihasilkan mesin tidak terpakai

secara optimum karena mobil melambat atau malah berhenti total. Berarti tenaga mesin

terbuang percuma. Tenaga yang terbuang berupa gerakan atau putaran komponen mesin itu

disebut energi kinetik. Energi itulah yang diambil, disimpan dan nantinya digunakan lagi

untuk menjalankan kendaraan.

KERS elektrikal yang digunakan perusahaan mobil saat ini, energinya diambil dari

roda. Selanjutnya, energi tersebut disimpan dalam aki atau batere. Tenaga dari batere

digunakan untuk memutar motor listrik. Motor listrik dimanfaatkan untuk membantu mesin

utama untuk berakselerasi atau mengaktifkan perlengkapan mobil, seperti AC dan kelistrikan

lainnya. Cara lain yang cukup menarik adalah seperti ditempuh Volvo (perusahaan pembuat

sarana angkutan dari Swedia), yaitu dengan sistem ISG, (intergrated starter-generator).

Starter dan generator adalah unit yang sama. Saat mesin dihidupkan berfungsi sebagai motor

starter dan bila mesin sudah hidup menjadi generator untuk menghasilkan listrik.

Pada sistem yang dibuat oleh Flybrid, komponen utama terdiri dari roda gila dan CVT

(continuously variable transmission) yang dipasang antara transmisi dan as roda belakang.

Jika mobil direm, CVT mempercepat putaran roda gila dengan perbandingan 6 : 1. Roda gila

berputar lebih cepat dan menyimpan energi dari mesin yang tidak sepenuhnya digunakan

untuk menjalankan mobil. Begitu gas digeber, CVT memperkecil rasio. Kini giliran roda gila

yang menyalurkan energinya ke transmisi untuk memerkuat traksi atau mempercepat

akslerasi. Pada Flybrid, putaran roda gila untuk menyimpan energi mencapai 64.500 rpm.

Untuk transmisi CVT

kehadiran planetary gear digantikan dengan sabuk dan pulley yang diameter drivingnya dapat

berubah-ubah sehingga rasio putaran dari dua buah pulley tersebut juga berubah-ubah. Dari

sistem CVT yang diaplikasikan pada transmisi tersebut, didapatkan perpindahan percepatan

(rasio) yang sangat halus. Seperti yang anda rasakan pada motor matic dengan CVT. Namun

perubahan rasio CVT pada mobil tidaklah dilakukan secara mekanikal layaknya sepeda

motor. Namun hal itu dilakukan secara elektro hidrolis yang diatur oleh ECU mobil.

Sehingga perubahan rasio akan berubah sesuai dengan beban mobil, injakan pedal gas,

putaran mesin dan lain sebagainya untuk mendapatkan tenaga yang optimal dan efisiensi

bahan bakar yang tinggi.

Tugas.2

Contoh transmisi 5-kecepatan pada rpm mesin

4.400

Gir nomor Rasio gir

4,015

2,509

1,533

1,000

Final Reduction 5,125

Sebuah mesin kendaraan dengan putaran engine 2450 RPM menghasilkan torsi sebesar 393 N.m(290

lb.ft) mesin ini akan dihubungkan dgn torsi converter 4 tingkat, dan diketahui tyre rolling radius

adalah 270 mm.

Menghitung kecepatan kendaraan adalah:

Putaran roda = putaran engine / rasio transmisi / final reduction

Putaran roda = 2450 RPM / 1,000 / 5,125 = 478 RPM

Keliling ban = 270 mm x 2 x 22/7 = 1697 mm

Kecepatan = Putaran roda x Keliling ban x 60 / 1.000.000

Kec. Max4 = 478 x 1697 x 60 / 1.000.000 = 48 kmh

Putaran roda = 2450 RPM / 4,015 / 5,125 = 119 RPM

Kec. Max1 = 190 x 1697 x 60 / 1.000.000 = 12 kmh

Putaran roda = 2450 RPM / 2,509 / 5,125 = 190 RPM

Kec. Max2 = 190 x 1697 x 60 / 1.000.000 = 19 kmh

Putaran roda = 2450 RPM / 1,533 / 5,125 = 311 RPM

Kec. Max3 = 311 x 1697 x 60 / 1.000.000 = 31 kmh

Sumber :

http://id.wikipedia.org/wiki/Transmisi_otomatis

http://id.wikipedia.org/wiki/Sistem_Pemulihan_Energi_Kinetik

http://saputrabhayu.blogspot.com/2012/11/makalah-transmisi.html

Teknologi Mekanik Oleh Prof. Ir. I N Sutantra. MSc. PhD