MERANCANG PENGATUR PUTARAN KIPAS PENDINGIN MESIN MOBIL

 MERANCANG PENGATUR PUTARAN KIPAS

PENDINGIN MESIN MOBIL

 

 Muhammad Muchlas

Widyaiswara Muda PPPPTK BOE Malang

Email : mmuchlas@yahoo.com

Abstrak:

Efisiensi kerja mesin diperoleh pada temperatur kerja sekitar 900 C, kipas pendingin elektrik baru bekerja setelah temperatur engine 950 C dan kipas elektrik akan mati setelah temperatur dibawah 880 C. Pada kendaraan umum, kipas bekerja dengan putaran konstan. Guna meningkatkan efektifitas pendinginan diperlukan sistem  yang berfungsi mengendalikan temperatur kerja mesin dengan mengatur kecepatan putaran kipas pendingin radiator sesuai kebutuhan, maksudnya bila temperatur engine rendah maka putaran kipas pelan,  sebaliknya bila temperatur tinggi maka putaran kipas semakin cepat.

Dengan mengukur sinyal dari sensor temperatur mesin dan sensor temperatur radiator telah berhasil dirancang sistem pengatur kecepatan putaran kipas pendingin menggunakan mikrokontroller dengan logika fuzzy. Hasil perancangan menunjukkan sistem akan bekerja secara bervariasi pada kondisi-kondisi yang berbeda. Pada putaran stasioner setelah mesin panas kipas bekerja dan mempertahankan temperatur pada 900± 50 C. Pada putaran 2000Rpm hasil penelitian menunjukkan temperature kerja terendah 89  oC dan tertinggi 94 oC. Pada putaran 3500 Rpm temperatur hampir stabil di sekitar 90  oC.

 

kata kunci: Sistem pendinginan engine, fuzzy logic controller, pengaturan kecepatan motor

 

PENDAHULUAN

Untuk menghasilkan efisiensi kerja mesin yang maksimal diperlukan proses pendinginan dengan kinerja yang baik karena pada engine/mesin terjadi panas yang tinggi akibat proses pembakaran bahan bakar di dalam silinder. Apabila sebagian panas yang dihasilkan dari pembakaran tidak dibuang, maka komponen mesin yang berhubungan dengan panas pembakaran tadi akan mengalami kenaikan temperatur yang berlebihan dan cenderung merubah sifat-sifat serta bentuk dari komponen mesin tersebut. Disamping itu menyebabkan pengenceran minyak pelumas sehingga mempercepat terjadinya keausan. Oleh karena itu mesin perlu dilengkapi sistem pendinginan yang baik.

Pendinginan merupakan suatu kerugian jika ditinjau dari segi pemanfaatan energi atau efisiensi panas, meskipun demikian mesin harus didinginkan untuk menjamin temperatur kerja yang sesuai. Sistem pendinginan yang digunakan pada mesin-mesin mobil ada dua macam yaitu: Sistem pendinginan udara (air cooling system) dan Sistem pendinginan air (water cooling system). [1]

Masalah yang sering timbul pada sistem pendinginan konvensional yaitu timbul panas yang berlebihan (overheating) Hal ini sering terjadi bila kondisi jalan macet dimana mesin dalam keadaan panas sedangkan air dalam radiator tidak didinginkan dengan baik karena putaran kipas sangat lambat sesuai dengan putaran mesin. Demikian juga aliran air pendingin pada sistem ini tidak dapat mengalir dengan cepat karena pompa air berputar sesuai dengan putaran mesin.

Bila engine bekerja pada kondisi overheating dapat menyebabkan [3]:

·                  Pembakaran lebih awal

·                  Detonasi (letupan)

·                  Kerusakan pada komponen-komponen mesin

·                  Gangguan pada sistem pelumasan

Dari perkembangan terakhir kipas pendingin air radiator sudah digerakkan oleh motor listrik, namun masih sebatas “ON” dan “OFF”. Pada model ini saklar akan ON bila temperatur air pendingin mencapai di atas 950 C dan akan OFF bila temperatur di bawah 880 C, dengan  demikian rating temperatur kerja mesin masih besar, sedangkan agar mesin bekerja dengan baik dibutuhkan temperatur kerja yang sesuai. Sehingga sistem  ini perlu dikembangkan dengan menggunakan sistem kontrol yang fungsinya untuk mengendalikan temperatur kerja mesin dengan mengatur kecepatan putaran kipas pendingin radiator sesuai kebutuhan, maksudnya bila temperatur engine “rendah” maka putaran kipas pelan,  sebaliknya bila temperatur “tinggi” maka putaran kipas semakin cepat.

Kontroler menggunakan pendekatan logika fuzzy memiliki kemampuan antara lain beroperasi tanpa campur tangan manusia secara langsung tetapi memiliki efektifitas yang sama dengan pengendali manusia, mampu menangani sistem-sistem yang komplek (non-linear dan tidak stasioner), memiliki spesifikasi operasional dan kriteria kinerja serta struktur yang sederhana, kuat dan beroperasi realtime[2]. Disamping itu juga dapat menekan overshoot respon kontrol dan menjadikan respon kontrol yang smooth dan tidak memerlukan matematika yang rumit untuk mengolah data-data variabel.

Sudah banyak jurnal dan penelitian tentang pengendalian temperatur yang dilakukan antara lain melalui tesis pada tahun 2002 Suwardi meneliti tentang perancangan dan pembuatan sistem pengaturan proses pemanasan dengan kontroler fuzzy look up table. Penelitian ini mengatur temperatur pada suatu bejana agar tetap stabil dengan mengendalikan kerja heater dan kipas pendingin [4].

Dalam penelitiannya yang berjudul Prototipe sistem kendali temperatur berbasis fuzzy logic pada sebuah inkubator, Annis Hannawati dan kawan-kawan             menyajikan frame work teknik perancangan kendali temperatur berbasis fuzzy logic yang diaplikasikan pada sebuah inkubator dengan mengontrol kerja  bola lampu dan kipas pendingin [5]. Hasil penelitian disimpulkan bahwa teknik kendali fuzzy logic relatif mudah untuk dirancang, dengan menerapkan asas-asas atau logika umum fuzzy rule dapat dibentuk dengan mudah, fuzzy logic cukup membantu dalam melakukan perancangan dan implementasi kendali temperatur inkubator, mampu mengatasi gangguan dari luar, proses kendali dapat diamati secara online dan terbuka luas untuk pengembangan lebih lanjut terutama pada aplikasi kendali temperatur.

Pada penelitian ini akan dikembangkan kendali temperatur dengan fuzzy logic controller yang diaplikasikan pada sistem pendinginan mesin motor bensin. Sistem pendingin yang digunakan adalah sistem pendinginan air dengan sirkulasi tekanan.

Mesin dengan pendinginan air sebenarnya merupakan pendinginan yang tidak langsung karena air sebagai fluida pendingin tersebut bertindak sebagai pendingin perantara, sebenarnya mesin tersebut didinginkan oleh udara. Hal ini disebabkan panas yang diserap oleh air pendingin itu dipindahkan ke udara bebas. Akan tetapi karena mesin langsung berhubungan dengan air maka disebut pendinginan air.

Sistem pendinginan air dapat dibedakan menjadi dua  macam yaitu pendinginan air dengan sirkulasi alami dan sistem pendinginan air dengan sirkulasi tekanan.

Pada sistem pendinginan air dengan sirkulasi alami sirkulasi air terjadi karena perbedaan berat jenis air pendingin. Air panas berat jenisnya lebih kecil dan cenderung mengalir ke bagian atas, sedangkan air yang lebih dingin berat jenisnya lebih besar sehingga cenderung berada di bagian bawah. Sistem pendingin alami ini cocok untuk mesin-mesin stasioner yang berdaya kecil dengan tangki air pendingin yang terletak di atas, lebih tinggi dari pada silinder motor.

Pada sistem pendingin air dengan sirkulasi tekan, sirkulasi air pendingin dilakukan oleh pompa air pendingin. Air pendingin yang panas keluar dari blok mesin bagian atas melalui kepala silinder kemudian masuk ke dalam radiator. Selanjutnya  air tersebut didinginkan oleh udara yang mengalir melalui radiator, kemudian dialirkan kembali ke dalam blok silinder. Aliran udara melalui radiator disebabkan  oleh kecepatan gerak kipas pendingin. Dalam system pendinginan terdapat saluran untuk menghubung-singkatkan (saluran by pass), termostat dan lubang isap pompa air pendingin. Apabila temperatur air pendingin di dalam blok silinder mencapai temperatur tertentu, termostat akan membuka saluran air ke radiator dan menutup saluran dari termostat ke lubang isap pompa.

Komponen – komponen sistem pendinginan air terdiri dari: radiator, pompa air, termostat, kipas, tutup radiator, selang, dan tangki reservoir. Sebagai ilustrasi berikut ini gambar skema sistem pendinginan:

 

Pada mesin terjadi panas yang tinggi akibat proses pembakaran di dalam silinder. Panas mesin tersebut akan diserap oleh air,  selanjutnya air yang sudah menyerap panas temperaturnya naik dan berat jenisnya berkurang sehingga akan berada di bagian atas blok mesin.

Logika fuzzy adalah suatu cara yang tepat untuk memetakan suatu ruang input ke dalam suatu ruang output. Salah satu contoh pemetaan suatu input-output dalam bentuk grafis ditunjukkan pada Gambar sebagai berikut :

 

Antara input dan output terdapat satu kotak hitam yang harus memetakan input ke output yang sesuai. Selama ini ada beberapa cara yang mampu bekerja pada kotak hitam   tersebut antara lain: sistem fuzzy, sistem linear, sistem pakar, jaringan syaraf, persamaan differensial dan lain-lain.

Secara umum diagram blok sistem kontrol loop tertutup dengan menggunakan Kontroler Logika Fuzzy (KLF) atau sering disebut juga Fuzzy Logic Kontroler (FLC) seperti Gambar  berikut [8] :


 

Sistem Close Loop FLC

Variabel input kontroler logika fuzzy berupa sinyal error e(t) yang dihasilkan dari sinyal referensi r(t) sebagai set point dikurangi dengan sinyal output  u(t) yang dikembalikan ke inputnya. Sehingga persamaan input dari diagram konsep dasar kontroler logika fuzzy system loop tertutup di atas adalah :

e(t)  =  r(t)  -  u(t) 

Sinyal error e(t) ini sebagai masukan/input dari kontroller fuzzy (FLC) setelah melalui proses fuzzyfikasi dan defuzzyfikasi yang ada di dalam FLC menghasilkan sinyal output u(t) yang merupakan sinyal  masukan pada plant.

Secara umum kontroler logika fuzzy mempunyai empat bagian pokok yaitu :

Fuzzifikasi (fuzzification) yang berfungsi untuk mentransformasikan sinyal masukan yang berbentuk crisp (bukan fuzzy) kehimpunan f mengoperator fuzzifier.

pengetahuan yang berisi data base dan rule base yang mendefinisikan himpunan fuzzy atas daerah-daerah masukan dan keluaran, serta menyusunnya dalam perangkat aturan kontrol.

Logika pengambilan keputusan merupakan inti dari pengatur logika fuzzy yang mempunyai kemampuan seperti manusia dalam mengambil keputusan.

Defuzzifikasi berfungsi unutk mentransformasikan harga fuzzy ke harga singulir bukan fuzzy atau pemetaan dari ruang aksi kontrol fuzzy ke ruang aksi kontrol crisp.

Himpunan Fuzzy

Suatu himpunan fuzzy (fuzzy set) F dalam semesta pembicaraan (universe of discourse) x didefinisikan sebagai kumpulan pasangan elemen x dengan fungsi keanggotaan (membership function) mF(x), yang harganya berada dalam interval {0,1}. Bila mF(x) = 1 menunjukkan x merupakan anggota penuh F, sedangkan jika mF(x) = 0 menunjukkan x bukan anggota F. Secara matematis hal ini dinyatakan dengan:

mF (x) ®{0,1}

Pengendalian Kecepatan Motor

Dalam penelitian ini sebagai penggerak kipas pendingin dan pompa air menggunakan motor DC magnet permanen. Pengaturan kecepatan  motor DC magnet permanen dapat dilakukan dengan menggunakan frekwensi dengan duty cycle yang berbeda. Apabila duty cycle yang diberikan prosentasenya kecil maka motor akan mendapatkan gaya putar sebentar-sebentar sehingga putarannya pelan. Tetapi apabila duty cycle yang diberikan prosentasenya besar maka motor mendapatkan daya lebih lama berulang-ulang sehingga putarannya bertambah cepat. Sehingga apabila duty cycle yang diberikan 100% yang artinya motor diberi daya terus tanpa diputus-putus maka kecepatan putar motor akan maksimal.

Penelitian ini bertujuan:

Memperbaiki kinerja sistem pendinginan mesin (engine) sehingga meningkatkan efisiensi kerja mesin.

Mengaplikasikan sistem kontrol Logika Fuzzy untuk mengatur kecepatan aliran udara  pada sistem pendinginan.

Membuktikan bahwa pengaturan kecepatan aliran udara  dapat memperbaiki kinerja sistem pendinginan sehingga temperatur kerja mesin terjaga.

 

Metodologi

Dalam penelitian ini dilakukan metode sebagai berikut:

·     Pemahaman teori bersumber dari literatur

·     Perancangan sistem yang meliputi hardware dan diagram alir (flowchart)

·     Uji coba awal rancangan sistem diluar Plan (dengan simulator).

·     Uji coba penerapan pada Plan (mesin kendaraan)

·     Analisa hasil rancangan.

 

HASIL PENELITIAN

Sensor yang digunakan untuk mengetahui temperatur mesin dan temperatur radiator adalah NTC yang telah terpasang pada sistem pendingin mesin. Adapun data perubahan besar tahanan terhadap perubahan temperatur dapat dilihat dari hasil pengukuran berikut.

Pengukuran Tahanan Sensor Temperatur

SUHU

SENSOR A

TAHANAN (OHM)

UKUR 1

UKUR 2

RATA2

27

450

454

452

30

375

370

372.5

35

315

310

312.5

40

260

260

260

45

220

210

215

50

180

175

177.5

55

150

150

150

60

125

125

125

65

100

110

105

70

90

100

95

75

75

76

75.5

80

65

70

67.5

85

55

60

57.5

90

50

51

50.5

95

45

44

44.5

97

43

43

43

 

SUHU

SENSOR B

TAHANAN (OHM)

UKUR 1

UKUR 2

RATA2

27

285

286

285.5

30

245

240

242.5

35

215

210

212.5

40

180

180

180

45

150

150

150

50

130

130

130

55

110

115

112.5

60

90

95

92.5

65

76

75

75.5

70

70

70

70

75

60

60

60

80

50

55

52.5

85

45

50

47.5

90

40

41

40.5

95

40

35

37.5

97

34

34

34

 

Adapun gambar rangkaian untuk di masukkan sebagai data perubahannya ke mikrokontroller seperti pada gambar 3.2. Besarnya R referensi 100 W.

 

 

Rangkaian Sensor Temperatur

 

Rangkaian penyangga (buffer)

Data keluaran sensor suhu diperlukan untuk menghindari terjadinya perubahan taraf tegangan sensor. Penyangga tegangan yang digunakan dirangkai dengan IC LM 324.

Multyplexer diperlukan untuk mengurutkan pemasukan data sesuai dengan perintah dari mikrokontroler. Data dari inputan multyplexer yang berupa data analog dimasukkan kedalam ADC untuk dirubah menjadi data digital dan selanjutnya data digital ini yang akan dimasukkan kedalam mikrokontroller. Mikrokontroller akan membaca dan mengolah data digital ini dan membandingkan dengan tabel yang telah dimemorikan didalam mikrokontroller, selanjutnya mikrokontroller akan mengeluarkan sinyal ber-frekwensi  tertentu dengan duty cycle yang berubah-ubah sesuai tabel termemori, selanjutnya output dari mikro akan mengoperasikan driver motor DC sehingga motor akan berputar sesuai keinginan perancangan.


Rangkaian Multyplexer, ADC dan Mikrokontroller AT89C51

 

Driver Motor DC

Agar keluaran dari mikrokontroler dapat menggerakkan driver motor, maka sebelumnya dilewatkan dulu pada rangkaian optokopler. Adapun rangkaian optokopler dan rangkaian driver motor DC ditunjukkan pada gambar dibawah ini.

 

Rangkaian Driver Motor DC

Rangkaian driver motor DC pada penelitian ini mempergunakan 2 transistor IRF 520 sebagai komponen utama.

Merancang Fuzzy Logic Controller  (FLC) Sebagai Perangkat Lunak

Fuzzy Logic Controler dirancang memakai sistem MISO (Multi Input Single Output),  Disini ada dua sinyal input yaitu dari sensor temperatur mesin dan temperatur radiator. Sedangkan sinyal outputnya untuk mengendalikan kecepatan motor kipas pendingin  Adapun gambar rancangan model  pengendalian kecepatan kipas radiator  adalah sebagai berikut :

 

Skema Model  Pengendalian Kipas Radiator

Pada FLC pengatur kecepatan putar kipas radiator  digunakan dua input yaitu sinyal temperatur mesin dan sinyal temperatur radiator. Saat temperatur mesin masih dingin (< 85º C) motor belum berputar, setelah temperatur kerja tercapai ( ≥ 85º C)  mulailah pembacaan temperatur radiator, mikrokontroller akan mengeluarkan frekwensi dengan duty cycle yang sesuai dengan aturan fuzzy yang dirancang sehingga duty cycle akan mengatur kecepatan putar motor DC, semakin panas semakin cepat putarannya..

 

Pembuatan Membership Function (MF)

Pembuatan perangkat lunak FLC diawali dengan membentuk membership function dari input dan output. Pada plant yang digunakan terdapat dua buah input yaitu temperature mesin dan temperature radiator, sedangkan output yang digunakan adalah kecepatan putaran kipas pendingin .

FLC menggunakan pendekatan sederhana yaitu dengan menggunakan batasan-batasan semu seperti: dingin, cukup, sedang, dan panas. Pada penelitian ini  digunakan membership function bentuk segitiga untuk input dan outputnya.

 

Membership Function Input Temperatur Mesin

Jumlah variabel membership function yang digunakan untuk input temperatur mesin adalah lima variabel, yaitu cukup, sedang, panas, lebih panas, sangat panas.

 

Membership Function Input Temperatur Mesin

 

Membeship Function Input Temperatur Radiator

 Jumlah variabel membership function yang digunakan untuk input temperatur mesin adalah empat variabel, yaitu hangat, cukup, sedang, dan panas.

 

Membership Function Input Temperatur Radiator

 

Membership Function Output Duty Cycle

Variabel membership function untuk output duty cycle adalah: sangat pelan, pelan, sedang, cepat, sangat cepat.

 

Membership Function Output Kecepatan Kipas

 

Pembuatan Rule

Setelah selesai membuat input dan output membership function langkah selanjutnya yaitu membuat rules. Jumlah rule yang digunakan ada 19 yaitu :


 

Dari rule diatas diperoleh diagram surface viewer  sebagai berikut:

 

 

Surfaceviewer Hubungan Input-Output

Dari diagram diatas dapatlah dijelaskan bahwa kontroler akan bekerja jika temperatur mesin berada dikisaran 80º sampai dengan 120º C dan temperatur radiator dikisaran 45ºC sampai dengan 70ºC. Adapun duty cycle  yang dihasilkanpada kondisi kisar temperatur tersebut sebesar 25% sampai dengan 82%. Misalkan temperatur mesin 95ºC dan temperatur radiator 55ºC maka duty cycle sebesar 42%, sehingga pada rancangan ini terdapat variasi besar duty cycle berkisar 25% sampai dengan 82%.

Untuk temperatur dibawah atau diatas  kisar yang dijelaskan duty cycle dapat dirancang sekehendak pembuat program. Pada rogram ini dirancang apabila temperatur lebih keci dari nilai minimal tabel maka duty cycle yang dihasilkan sebesar 0% tetapi karena mikrokontroler memerlukan waktu untuk menghitung program maka tetaplah keluar duty cycle sebesar 2%. Sementara untuk kisar temperatur diatas yang ada digambar maka duty cycle akan dikeluarkan sebesar 100% tetapi karena mikrokontroler memerlukan waktu untuk menghitung program maka duty cycle yang keluar sebesar 98%.

 

Algoritma Pemrograman

Program diawali dengan langkah inisialisasi dengan memasukkan harga Set Point (SP) kemudian program akan dilanjutkan dengan membaca keadaan temperature mesin dan temperatur radiator system pendingin, apabila temperatur-temperatur tersebut belum memenuhi keadaan minimal maka kontroler mengeluarkan duty cycle sebesar 2% saja yang menyebabkan motor pendingin radiator belum berputar agar temperatur kerja mesin (90º) cepat tercapai, setelah data temperatur mesin dan temperatur radiator minimal terpenuhi maka program akan memanggil prosedur fuzzy yang telah ditabelkan dengan program matlab sehingga mikrokontroler mengeluarkan frekwensi dengan duty cycle sesuai tabel fuzzy atau sesuai dengan gambar diagram survace viewer diatas. Kemudian dari output duty cycle tersebut akan mengendalikan driver motor  dan motor berputar dengan kecepatan putar yang sangat bervariasi tergantung temperatur mesin dan temperatur air pendingin.

Secara singkat diagram alir dari program yang dibuat ditunjukkan oleh Gambar  3.10 yang diawali dengan pembacaan sensor apakah sudah mencapai nilai minimum? Bila belum maka duty cycle keluar 2% jika sudah panggil tabel fuzzy dan dikeluarkan duty cycle sekitar 25% sampai dengan 82% selanjutnya baca sensor lagi bila lebih dari temperatur tabel dikeluarkan duty cycle 98%, begitu terus selama mesin panas.

Pengukuran dan pengujian sistem dilakukan untuk menentukan parameter-parameter respon plant dan untuk menguji keandalan sistem kontrol yang telah dirancang. Tahapan-tahapan yang dilakukan untuk mendapatkan parameter-parameter tersebut dibagi dalam beberapa tahapan, antara lain: pengujian plant, pengujian driver motor DC, pengujian penerapan pengontrol.

 

 

Diagram Alir Program

 

Pengambilan Data Pada Putaran Stasioner

Pengukuran diawali dengan menghidupkan mesin dan diset pada putaran stasioner. Pengambilan data temperature kerja mesin pada putaran stasioner dimulai dengan temperature awal 270C. Tinggi rendahnya hasil pengukuran temperature awal ini dipengaruhi oleh temperature udara sekitar.

Pengambilan data dengan merekam menggunakan video lalu dimasukkan kedalam tabel dan dari sini dapat digambarkan hasilnya.

Hasil Pengukuran Temperatur Kerja Mesin Pada Putaran Stasioner

 

Output Temperatur Kerja Mesin Pada Putaran Stasioner

Saat awal pengukuran temperature air dalam radiator menunjukkan 27 0C untuk mencapai temperature kerja 90 0C membutuhkan waktu 540 detik (9 menit) dan temperature terus bertambah hingga 96 0C pada detik ke 615 (10 menit15 detik). Temperatur kemudian turun dengan cepat hingga mencapai 86 0C dengan waktu 45 detik, hal ini disebabkan oleh berputarnya kipas ketika temperature mencapai 95 0C. Saat temperature turun kipas berhenti berputar pada temperature 87 0C dan temperature terus turun sampai 86 0C kemudian naik kembali menuju 95 0C. Temperatur tertinggi 960C dan terendah 85 0C.

 

Pengujian Kontroler Pada Putaran 2000 Rpm

Sebelum dilakukan pengujian mesin dihidupkan dan diseting pada putaran 2000 RPM menggunakan tachometer, data hasil pengukuran dapat dilihat pada lampiran sedangkan grafik respon output temperature mesin ditunjukkan pada gambar 4.7.

 

Output Temperatur Mesin Dengan FLC Pada 2000 RPM

Temperatur awal saat pengukuran adalah 84 oC setelah detik ke 52  temperatur mencapai temperature kerja (90 oC)  kemudian naik ke 91 oC. Selama system control bekerja temperature mesin cenderung stabil di sekitar 90oC temperature terendah 89  oC dan tertinggi 94 oC. Ketika motor pompa mulai bekerja membutuhkan arus yang besar sehingga terjadi impedansi yang menimbulkan gangguan (noise) pada pembacaan suhu. Bila pembacaan suhu dalam 1 detik terjadi perubahan lebih dari 2 oC dan hanya terjadi sesaat berarti hal tersebut dipengaruhi noise. Sehingga pada grafik timbul ripple yang cenderung naik turun dengan range yang tinggi.

 

Output Temperatur Radiator Dengan FLC Pada 2000 RPM

Saat awal pengukuran temperature radiator 71 oC kemudian turun ke 70 oC karena pompa belum bekerja, setelah pompa bekerja temperature naik sampai 90 oC d.

 

Pengujian Kontroler Pada Putaran 3500 Rpm

Pengujian dilakukan pada beban maksimal yaitu putaran mesin tinggi, sebelum dilakukan pengujian putaran mesin diset pada putaran 3500 RPM. Respon system menggunakan kontroler logika fuzzy dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

 

Output Temperatur Mesin Dengan FLC Pada 3500 RPM

Temperatur awal saat pengukuran adalah 35 oC temperature ini tetap bertahan sampai detik ke 80 kemudian temperature naik secara linier, setelah detik ke 190  temperatur mencapai temperature kerja (90 oC). Setelah kipas dan pompa berputar temperature turun dengan cepat ke 79  oC kemudian temperature bertambah secara bertahap menuju ke 91 oC  dan bertahan di sekitar 90 oC. Selama system control bekerja temperature mesin cenderung stabil di sekitar 90 oC temperature terendah 90  oC dan tertinggi 94 oC. Ketika motor pompa mulai bekerja membutuhkan arus yang besar sehingga terjadi impedansi yang menimbulkan gangguan (noise) pada pembacaan suhu.

Selain temperature kerja mesin sensor temperature juga membaca temperature yang terjadi pada radiator. . Hasil pengukuran temperature radiator dari sensor ditunjukkan pada gambar 4.10.

 

Output Temperatur Radiator Dengan FLC Pada 3500 RPM

Saat awal pengukuran temperature radiator 27 oC kemudian naik secara perlahan mencapai 33 oC pada detik ke 67 dan tetap bertahan pada 33 oC sampai detik ke 148 selanjutnya temperature naik secara linier menuju 44 oC pada detik ke 189. Pada detik ke 190 temperatur naik dengan drastic ke 82 oC kemungkinan ini noise karena temperature  turun kembali ke 59 oC karena pompa mulai bekerja, temperature naik sampai 90 oC pada detik ke 261. Disini juga muncul ripple naik turun temperature akibat pengaruh noise ketika pompa air mulai bekerja. Masalah noise ini sudah diatasi dengan difilter menggunakan capasitor dan resistor tetapi masih belum didapatkan hasil yang baik. Kemudian body motor dan komputer digroundkan tetapi belum berhasil menghilangkan noise.

 

PEMBAHASAN

Dari data-data yang telah didapatkan melalui pengukuran, baik data temperatur keja mesin sebelum dikontrol maupum sesudah dikontrol perlu dianalisis guna mendapatkan kesimpulan. Analisis tersebut meliputi data temperatur kerja mesin saat putaran 1000, 2000 dan 3500 rpm.

 

Analisa Data Temperatur Kerja Mesin Pada Putaran Stasioner

·      Dengan putaran stasioner (1000 rpm) untuk pencapain suhu kerja  (90 oC) agak lambat yaitu 9 menit.

·      Kenaikan temperatur lebih cepat pada detik ke 0 hingga  detik ke195.

·      Kenaikan temperatur lebih lambat pada detik ke 195 sampai detik ke 600 .

·      Temperatur tertinggi yang dicapai 96 oC.

·      Temperatur terendah yang dicapai 85 oC.

·      Selama mesin bekerja temperatur stabil antara 85 oC sampai 96 oC.

 

Analisa Data Temperatur Mesin pada 2000 Rpm

·      Dengan putaran sedang (2000 rpm) untuk pencapain suhu kerja  (90 oC) terjadi cepat yaitu 52 detik karena temperature awal sudah tinggi yaitu 84 oC.

·      Temperatur tertinggi yang dicapai 94 oC.

·      Temperatur terendah yang dicapai 89 oC.

·      Selama mesin bekerja temperatur berada dalam range antara 89oC sampai 94 oC.

 

Analisa Data Temperatur Mesin pada 3500 Rpm

·      Dengan putaran 3500 RPM untuk pencapain suhu kerja  (90 oC) terjadi cepat yaitu 190 detik dengan temperature awal 35 oC.

·      Temperatur tertinggi yang dicapai 94 oC.

·      Temperatur terendah yang dicapai 90 oC.

·      Selama mesin bekerja temperatur berada dalam range antara 90oC sampai 91 oC.

 

SIMPULAN

Setelah dilakukan penelitian terhadap sistem pendinginan pada motor bensin dapat disimpulkan:

1.      Pengaturan kerja motor kipas pendingin air pada radiator dapat bekerja mulai temperatur 85ºC. Ternyata temperatur kerja mesin yang sesungguhnya belum sepenuhnya berada pada rentang tabel FLC yang dibuat, sehingga belum semua data kecepatan kerja motor diperoleh saat pengambila data. Pengaturan aliran udara belum dapat memperbaiki kinerja system pendinginan secara keseluruhan karena temperatur mesin belum dapat terjaga pada rentang yang  sekecil mungkin disekitar. Bahkan setelah mesin bekerja lama temperatur masih dapat melampaui temperatur kerja (>95º),  hal ini karena keterbatasan kemampuan putar maksimal motor.

2.      Kecepatan putar motor dapat bervariasi dan tidak terukur secara spesifik, tetapi temperatur kerja mesin tampak lebih terkontrol.

-                  Pada putaran stasioner temperatur mesin berkisar 85º sampai 96º.

-                  Pada putaran 2000 Rpm temperatur mesin berkisar  89º sampai 94º.

-                  Pada putaran 3500 Rpm temperatur mesin berkisar  90º sampai 91º.

 

SARAN

Dari pengalaman selama pengamatan dan pengambilan data, dapat diberikan saran sebagai berikut:

1.      Selama melakukan percobaan tetap memperhatikan keselamatan kerja karena berhubungan dengan tegangan listrik. Terbuka bagi peneliti lain untuk menyempurnakan penelitian ini dengan menerapkan dua buah motor penggerak kipas pendingin pada radiator sehingga temperatur kerja mesin berada pada temperatur kerja yang paling baik, dapat pula menambahkan motor penggerak pompa air pendingin yang terpisah dari putaran mesin.

2.      Untuk motor pendingin lebih baik lagi menggonakan blower baru sehingga tidak  mengganggu kerja mikrokontroler.

 

DAFTAR PUSTAKA

[1].    Spoeler (1987). Dasar Motor. Modul Pelatihan. VEDC Malang.

[2].    Katsuhiko Ogata (1985). Teknik Kontrol Automatik Jilid 1. Penerbit Erlangga Jakarta.

[3].    Les Stackpole, Mal Morrison dan Alan Gregory (1999). Introduction To Motor Mehanics 2nd Edition, Longman.

[4].    Suwardi (2000) Perancangan dan Pembuatan Sistem Pengatur Proses Pemanasan. Thesis. Jurusan Teknik elektro, FTI – ITS, Surabaya.

[5].    Annis Hannawati dan kawan-kawan (2000). Prototype Kendali Temperatur Berbasis Fuzzy Logic pada Inkubator. Jurusan Teknik elektro, FTI – ITS, Surabaya

[6].    Gregory’s, (2001). Automotive Mechanics  Fundamentals. Gregory’s Automotive Pu blication, Sydney.

[7].    Syahrian D. (2001). Pengaturan Kecepatan Motor DC Dengan Menggunakan Kontroler Knowledge Base  Yang Diimplementasikan Dalam Rangkaian ROM. Penelitian. Jurusan Teknik elektro, FTI – ITS, Surabaya

[8].    Fide (1996-2000). Why Use Fuzzy Logic, <URL http://www.aptronix.com/fide/ whyfuzzy.htm>

 

KARAKTERISTIK KURVA DAYA MESIN EFI 1,5 L BERBAHAN BAKAR LPG PADA BERBAGAI JENIS VAPORIZER

KARAKTERISTIK KURVA DAYA MESIN EFI 1,5 L BERBAHAN BAKAR LPG PADA BERBAGAI JENIS VAPORIZER

 Oleh : M. Husni, S.Pd, MT. (Widyaiswara Madya PPPPTK BOE Malang)

 

AbstrakLPG merupakan salah satu bahan bakar kendaraan yang memiliki nilai oktan tinggi dan memiliki sifat kunci yang diperlukan untuk mesin bensin (spark ignition). LPG pada umumnya memberikan efek positif terhadap emisi gas buang dan secara ekonomi, namun memberikan efek negatif terhadap performa mesin selama proses pemasukannya dengan sistem hisapan biasa. Penurunan daya yang terjadi pada umumnya berkisar antara 5% sampai 20% tergantung dari jenis kendaraan dan jenis converter kits yang digunakan. Sistem pemasukan LPG dengan converter kits konvensional dikendalikan oleh komponen vaporizer dan mixer. Penelitian ini bertujuan untuk memberikan informasi karakter kurva daya mesin pada tiga jenis vaporizer (Tesla A-100, Hansung C-081, dan Stefanelli 150 HP) yang dipasang pada mesin Toyota 5A FE 1,5 l dengan mixer yang memiliki diameter35 mm. Pengujian daya dilakukan dengan chassis dynamometer Hofmann Dynatest Pro 260 kW, dengan kondisi awal setiap pengujian pada nilai lambda 0,98 sampai 1,02. Hasil dari pengujian ini menunjukkan bahwa secara rata rata daya yang dihasilkan mesin LPG sedikit lebih rendah dari mesin bensin. Hasil terbaik diberikan oleh vaporizer Tesla A-100 dengan output daya maksimal sebesar 80,3 hp pada 5550 rpm, sementara dengan mode operasi bensin menghasilkan output daya maksimal sebesar 81,6 hp pada 5550 rpm.

Kata Kunci :Kendaraan LPG, vaporizer, kurva daya mesin.

 

I.              Pendahuluan

Liquefied Petroleum Gas (LPG) adalah bahan bakar alternatif yang paling banyak digunakan dan diterima didunia sebagai pengganti bahan bakar minyak di sektor transportasi. Sejumlah negara saat ini memiliki perkembangan yang signifikan. Konsumsi global dari LPG mencapai 22,9 juta ton pada tahun 2010, dan meningkat sangat cepat. Permintaan meningkat sebesar 8,5 Mt, atau 59%, antara tahun 2000 sampai dengan tahun 2010. Walaupun demikian, permintaan yang besar terkonsentrasi hanya pada beberapa negara, belum mewakili dari keseluruhan negara di setiap benua. Korea, Turki, Rusia dan Polandia menjadi peringkat teratas dalam konsumsi LPG sebagai bahan bakar kendaraan selama periode tahun 2000 sampai tahun 2010 [1]. Tabel 1 berikut menyajikan profil jumlah kendaraan LPG, konsumsi, dan jumlah stasiun pengisian di beberapa negara.

  

 Tabel 1. Profil Penggunaan LPG di beberapa Negara

  

  LPG merupakan salah satu bahan bakarkendaraan yangmemiliki nilai oktan tinggi dan memiliki sifat kunci yangdiperlukan untuk mesin bensin (spark ignited).Untukmengoperasikan kendaraan dengan LPG, baik sebagai bahanbakar khusus (full dedicated) atau dengan sistem bahan bakarganda bensin-LPG (bi-fuel), hanyadiperlukan sedikitmodifikasi pada sistem bahan bakar tanpa melepas sistemyang sudah ada. Sampai saat ini kendaraan LPG telah umumdigunakan dengan converter kits konvensional maupundengan sistem injeksi squensial. Pada converter kitskonvensional, LPG dan udara dicampur pada komponen mixer seperti halnya karburator pada mesin bensin. Model converter kits ini sederhana dan memiliki aplikasi yang lebih luas, baik untuk mesin tipe karburator maupun tipe injeksi,meskipun efisiensi volumetriknya menjadi menurun [2].

 Pemanfaatan LPG sebagai bahan bakar kendaraan pada umumnya memberikan efek positif terhadap emisi gas buang dan secara ekonomi. Kadar emisi CO, CO2, HC, dan NOx yang dihasilkan mesin LPG jauh lebih rendah daripada mode operasi bensin, baik pada pemakaian urban cycle maupun extra urban cycle [3]. Namun demikian karena sifat fisik yang dimiliki, LPG memberikan efek negatif terhadap performa mesin selama proses pemasukannya dengan sistem hisapan saja. Penurunan daya yang terjadi pada umumnya berkisar antara 5% sampai 20% [4].

 Kelebihan lainnya seperti harganya yang stabil dan tidak terlalu terpengaruh harga gas internasional. Namun di Indonesia, penggunaan LPG sebagai bahan bakar alternatif masih belum menggeliat. Jumlah pengguna LPG justru cenderung tetap atau menurun. Taksi yang telah menggunakan LPG masih menggunakan BBM bersubsidi sebagai bahan bakar kendaraannya [5].

 Untuk mendapatkan output torsi dan daya yang optimal,diperlukan efisiensi volumetris yang besar, saat penyalaanyang tepat, dan kualitas campuran LPG-udara yang baik. Padaconverter kits konvensional, proses pembentukan campurandilakukan pada komponen mixer.Produsen mixer melakukaninovasi sampaimenghasilkan desain terbaik untuk setiapmobil. Hasilnya, sebagian besar adalah bahwa mixermemberikan campuran yang tepat hanya pada beban parsialdan campuran kurus pada beban penuh. Desain mixer yangbaik tidak hanya pada bentuknya, tetapi juga ukuran venturi.Semakin kecil diameter venturi, semakin tinggi sinyal vakumuntuk vaporizer dan semakin akurat aliran LPG.Kerugiannyaadalah    efisiensivolumetik     mesin     akan  menurunkarenadiameter kecil. Ini seperti seolah-olah mesin hanya dapat bekerja setengah throttle dan kemungkinan besar akan mengalami kerugian daya hingga 20 %. Ukuran ideal untuk venturi harus minimal 75% dari ukuran venturekarburator atau throtle body (jika mesin EFI). Lebih spesifik, ukuran venturi harus berkisar 7,5 mm2 dan jika mungkin 10 mm2 untuk setiap horse power (hp) daya mesin [6]. Gambar 1 berikut menyajikan salah satu bentuk mixer yang dipakai untuk converter kitskonvensional.

 

 Gambar 1 : Mixer LPG

 Upaya untuk menaikkan daya dilakukan dengan berbagai cara mulai dari perbaikan teknologi kontrol dan proses pemasukan sampai dengan optimasi penyetelan komponen converter kits dan penyesuaian beberapa komponen mesin Kombinasi penyetelan converter kits dan penyesuaian saat pengapian yang tepat dapat menghasilkan daya yang setara dengan penggunaan bensin [7]. Namun demikian, kondisi ini sangat sensitif terhadap perubahan setiap variabel dan bersifat spesifik untuk salah satu jenis vaporizer dan jenis kendaraan.

 Aspek keekonomian LPG yang lebih baik dari bahan bakar minyak membuat pertumbuhan kendaraan LPG dalamtahun 2012, diperkirakan mencapai lebih dari 17 juta kendaraan [1]. Seiring dengan pertumbuhan tersebut, berbagai model dan bentuk vaporizer diproduksi untuk memenuhi kebutuhan dengan berbagai fitur, ukuran, dan peruntukannya. Setiap jenis vaporizer memiliki karakteristik yang berbeda. Suatu model vaporizer mampu melayani mesin dengan kapasitas 1 liter sampai 4 liter, namun ada juga yang rentang penggunaannya spesifik. Jenis yang lain menawarkan performa yang baik untuk mesin mesin putaran rendah, namun kurang mendukung untuk putaran tinggi dan sebaliknya. Gambar 2 berikut menyajikan salah satu bentuk vaporizer.

 

Gambar 2. Vaporizer LPG

 Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi karakteristik kurva daya berbagai jenis vaporizer dan dibandingkan dengan kurva daya pada operasi bahan bakar bensin. Vaporizer yang diuji adalah jenis Tesla A-100, Hansung C-081, dan Stefanelli 150HP. Mixer yang diaplikasikan memiliki luasan venturi 960 mm2. Kendaraan yang diuji adalah Toyota Soluna 1,5 l. Alat uji performa mesin yang digunakan adalah chassis dynamometer merk Hofmann tipe Dynatest pro 260 kW. Hasil pengujian ini diharapkan menjadi sebuah referensi dalam pemilihan vaporizer, meskipun suatu hasil yang berbeda dimungkinkan terjadi jika jenis kendaraan uji berbeda dan luasan venturi mixer memiliki ukuran yang lebih besar atau lebih kecil.
 

 II.            METODE

 A.   Modifikasi Sistem Bahan Bakar

  Sebuah converter kits dipasang pada kendaraan dengan sistem bi-fuel. Mode operasi bahan bakar dapat diubah melalui fuel selector. LPG yang digunakan adalah LPG kemasan tabung 12 kg. Tegangan ke injektor bahan bakar dimatikan saat mesin beroperasi dengan LPG melalui sebuah sirkuit pengendali. Tiga buah vaporizer (Hansung C-081, Tesla A-100, dan Stefanelli 150HP) dipasang secara bergantian. Penyetelan AFR dilakukan dengan menyetel baut  pegas  leverdiafragma. Saat pengapian ditetapkan 50 sebelum TMA untuk mode operasi bensin dan 150 sebelum TMA pada mode operasi LPG. Skema pemasangan converter kits disajikan dalam gambar 3. berikut.

Gambar 3. Skema Instalasi Converter Kits

 

 B.    Pengukuran Performa Mesin

 Parameter dalam pengujian ini adalah output daya (hp) yang diukur pada roda roda penggerak. Pengujian dilakukan pada chassis dynamometer. Sebuah kipas berdaya tiup besar dipasang didepan kendaraan untuk membantu mendinginkan mesin. Data dari chassis dynamometer ditampilkan dalam sebuah monitor. Kondisi awal pengujian {initial set up) ditentukan pada nilai lambda (k) antara 0,98 sampai 1,02 yang terbaca pada engine gas analyzer untuk setiap kali perubahan jenis vaporizer dan setiap kali perpindahan mode operasi bahan bakar.

 

 

 Gambar 4. Pengukuran Performa Mesin

 

 III.           HASIL DAN PEMBAHASAN

  Tabel 2 berikut menunjukkan hasil pengukuran performa mesin dengan mode operasi LPG pada setiap jenis penggunaan vaporizer dan performa mesin dengan mode operasi bensin.. Pengambilan data dilakukan tiga kali untuk setiap jenis vaporizer. Data yang ditampilkan merupakan data koreksi dari dynamometer dan merupakan hasil pengukuran yang terbaik dari setiap jenis vaporizer.

 

Tabel 2. Hasil Pengukuran Performa Mesin

 

 

 A.     Kurva daya dengan Vaporizer Tesla A-100

 

 Gambar 5. Kurva daya dengan vaporizer Tesla A-100
 

Gambar 5 memberikan informasi dengan vaporizer Tesla A-100 menghasilkan daya yang setara dengan mode operasi bensin dan bahkan sedikit lebih tinggi pada putaran dibawah 2500 rpm. Pada putaran setelah 2500 rpm, kurva daya mode operasi LPG lebih rendah dari mode operasi bensin sampai pada kurva daya maksimal (peak power) yang dicapai sama sama pada kisaran ±5550 rpm. Namun demikian kurva daya mode operasi LPG menurun lebih landai dari pada mode operasi bensin setelah keduanya mencapai peak power.

   

B.    Kurva Daya dengan Vaporizer Hansung C-081

  Gambar 6. Kurva daya dengan Vaporizer Hansung C-081

 

Seperti halnya pada vaporizer Tesla A-100, Hansung C-081 menghasilkan daya yang lebih baik dari pada mode operasi bensin pada putaran dibawah 2500 rpm, namun menghasilkan daya yang lebih kecil pada putaran mesin diatas 2500 rpm. Suatu fenomena dari karakteristik kurva daya tidak normal ditunjukkan oleh vaporizer ini. Pada putaran ±4000 rpm terjadi power loss yang menyerupai bentuk palung dan meningkat kembali normal pada putaran ±4500 rpm.

 

C.           Kurva Daya dengan Vaporizer Stafanelli 150 HP

 

 Gambar 7. Kurva Daya dengan Vaporizer Stafanelli 150 HP

 

Karakter kurva daya dengan vaporizer Stefanelli 150HP pada putaran dibawah 4000 rpm seperti halnya kurva pada tesla dan hansung. Namun demikian pada putaran ±4000 sampai ±4500 rpm menunjukkan karakteristik kurva yang merupakan kebalikan dari kurva hansung. Jika vaporizer hansung menunjukkan power loss menyerupai bentuk palung, vaporizer stafanelli justru membentuk kurva positif dengan lengkungan keatas hingga berhimpit dengan kurva daya pada mode operasi bensin. Ini menunjukkan sebuah karakteristik performa yang baik, meskipun peak power yang dicapai sedikit lebih rendah dari mode operasi bensin.

Pada kondisi pengendaraan di jalan melalui pengamatan kualitatif, mode operasi LPG dengan ketiga jenis vaporizer ini memberikan akselerasi yang lebih lembut daripada mode operasi bensin. Nilai oktan LPG yang jauh lebih tinggi dari bensin menghasilkan noise mesin yang lebih rendah.

 

IV.          KESIMPULAN

 

Kesimpulan yang dapat diambil dari kegiatan penelitian ini antara lain :

 

1.  Mode operasi LPG dengan vaporizer Tesla A-100, Hansung C-081, dan Stefanelli 150HP yang dikombinasi-kan dengan mixer yang memiliki luasan 960 mm2 menghasilkan output daya mesin yang lebih baik pada putaran dibawah 2500 rpm, namun menghasilkan kurva daya yang lebih rendah pada putaran diatas 2500 rpm.

 

2.    Peak power terbaik dihasilkan oleh vaporizer Tesla A-100 sebesar 80,3 hp pada 5550 rpm, sementara dengan mode operasi bensin menghasilkan peak power 81,6 pada 5550 rpm, sehingga selisih peak power yang dihasilkan hanya terpaut 1,6%.

 

V.           DAFTAR PUSTAKA

 

[1]World LP Gas Association. Autogas Incentive Policies. Neuilly-sur-Seine : WLPGA, 2012.

 

[2]Werpy, Marcy Rood, Burnham, Andrew and Bertram, Kenneth. Propane Vehicles: Status, Challanges, and Oppurtinities. Oak Ridge : Center for Transportation Research, Energy Systems Division, Argonne National Laboratory, 2010.

 

[3] Comparative Emission Analysis of Gasoline/LPG Automotive Bifuel Engine. R.R. Saraf, S.S. Thipse and P.K. Saxena. 4, s.l. : International Journal of Civil and Environmental Engineering, 2009, Vol. 1.

 

[4]Cyclic variations on LPG and gasoline-fuelled lean burn SI engine. M.A. Ceviz_, F. Yu¨ ksel. 12, s.l. : Science Direct, 2006, Vol. 31.

 

[5]Samosir, Agunan. Perlukah Pemerintah Memberikan Subsidi LGV/Vi-Gas Tahun 2011? Studi Kasus Angkutan Umum Taksi di Jakarta. 2010, Policy Paper No. 1.

 

[6] H.V, Osch. Technique-LPG-Instalatie. [Online] [Cited: April 24, 2013.]http://www.chaosboyz.nl/rubriek/techniek/techlpg.htm.

 

[7]Optimasi Prestasi Mesin Bensin 1500cc Dengan Bahan Bakar LPG

Melalui Penyetelan Converter Kits dan Penyesuaian Saat Pengapian. Setiyo, Muji and Prawoto. Surabaya : Jurusan Teknik Mesin UK Petra, 2012.

 

TIP MERAWAT AKI MOBIL

TIP MERAWAT AKI MOBIL

Oleh : Sudaryono, S.Pd

Widyaiswara Muda – P4TK BOE Malang

 

 

 

ABSTRAK

 Merawat aki mobil merupakan salah satu hal yang harus diperhatikan bagi pemilik mobil. Sebab aki adalah salah satu komponen kelistrikan yang vital bagi suatu kendaraan. Karena aki memiliki salah satu fungsi yang sangat vital yaitu untuk membantu start awal menghidupkan mesin suatu kendaraan. Tanpa aki mesin mobil tidak bisa distart. Tanpa distart mesin mobil tidak dapat hidup. Sehingga tak salah bagi pemilik mobil untuk sedikit mengetahui tentang bagaimana cara merawat aki mobil. Perawatan aki yang perlu dilakukan adalah : pengisian awal aki baru, memanasi mobil secara rutin, pemeriksaan level air aki, pemeriksaan terminal aki, pemriksaan pengikat aki, pemeriksaan saat beban kelistrikan dan starter, pemeriksaan badan aki dan lain-lain.

 

Kata kunci : aki, beban starter

 


KAJIAN

Berikut beberapa hal mengenai cara merawat aki mobil :

 

1.     Pengisian awal aki baru

 

 Gambar 1. Pengisian awal aki baru

 

 Saat pertama kali membeli aki baru, usahakan untuk menyalakan mesin mobil setidaknya selama 15 menit. Hal ini bertujuan agar terjadi pengisian pada aki yang baru terpasang tersebut sebelum mobil didiamkan atau tidak digunakan.

 

2.     Memanasi mobil secara rutin

 

 

 Gambar 2. Pemanasan rutin mobil

 

Jika kendaraan tidak akan digunakan dalam waktu yang lama, misal selama seminggu, usahakan untuk selalu menghidupkan mesin mobil minimal 15 menit setiap hari. Selain untuk memanaskan mesin kendaraan hal ini bertujuan untuk mengisi kembali tenaga pada aki sehingga aki mobil tidak drop pada saat akan digunakan kembali.

 

3.     Pemeriksaan level air aki.

 

 

 Gambar 3. Pemeriksaan level air aki

 

 Ini berlaku untuk aki yang berair, permukaan air aki harus dipertahankan antara batas atas dan batas bawah, oleh karena itu perlu diperiksa secara rutin minimal satu bulan sekali. Jika air yang terdapat dalam aki berada di bawah batas bawah (lower level yang tertera dalam kemasan aki), sementara aki tersebut terus digunakan maka hal ini dapat menyebabkan terjadinya kerusakan aki. Pengisian yang melewati batas atas (berlebihan), airnya bisa meluap dan merusak bagian kendaraan. Untuk menambah air aki yang berkurang, gunakan air aki biasa, jangan menggunakan accu zuur, karena accu zuur hanya digunakan untuk aki baru yang belum dipakai. Air aki biasa = air murni/air suling; accu zuur = campuran air murni dan sulfat(H2SO4).

 

4.     Memeriksa kondisi terminal aki

 

 

 Gambar 4. Pemeriksaan terminal aki

 

 Periksa kondisi terminal aki secara berkala dari karat dan kerak putih. Kerak putih yang biasanya terdapat pada terminal aki terjadi karena proses pensulfatan. Gunakan sikat kawat untuk membersihkan karat. Oleskan gemuk ( grease ) pada terminal aki untuk mencegah karat. Unutk membersihkan kerak putih gunakan air panas. Siram pada terminal aki yang terdapat kerak putih hingga kerak putih tersebut rontok. Gunakan sikat kawat bila diperlukan. Lap dengan kain untuk mengeringkan permukaan yang basah.

 

 5.     Memeriksa pengikat aki.

 

 

 Gambar 5. Pemeriksaan pengikat aki

 

 Periksa pengikat aki dan terminal aki. Pastikan aki terikat dengan kuat pada dudukannya. Pastikan juga terminal aki tidak kendor. Terminal aki yang kendor mengkibatkan mesin mobil susah untuk distart akibat bad contact pada terminal aki. Selain itu terminal aki yang kendor membuat sistem pengisian tidak bekerja secara maksimal.

 

 6.     Mematikan beban kelistrikan saat starter

 

 

 Gambar 6. Pemeriksaan beban kelistrikan

 

Sebelum menyalakan mesin, matikan beban seperti lampu, audio dan AC agar beban aki tidak terlalu berat. Saat menyalakan mesin, starter membutuhkan arus yang sangat besar dari aki.

 

 7.     Membersihkan badan aki

 

 

 Gambar 7. Membersihkan badan aki

 

 Bersihkan badan aki dari kotoran yang menempel sehingga level cairan elektrolit terlihat untuk mempermudah pemeriksaan.

 

 KESIMPULAN

 Dengan sedikit mengetahui tentang cara merawat aki mobil dengan benar diharapkan umur aki akan lebih lama. Selain itu dapat menghindari terjadinya hal-hal yang tidak diinginkan seperti mobil tiba-tiba tidak bisa hidup karena aki yang soak padahal kita sedang dalam keadaan darurat.

 

REFERENSI :

 http://beritartikel.blogspot.com

 http://www.bacazone.com/2012/12/tips-supaya-aki-awet.html

 

SRS Airbag, Sistem Keamanan Pasif pada Kendaraan

 SRS  Airbag,

Sistem Keamanan Pasif pada Kendaraan

 

Oleh : M. Husni, S.Pd, MT. (Widyaiswara Muda PPPPTK BOE Malang)

 

 

 

ABSTRAK

 

SRS Airbag adalah sistem keamanan penumpang yang terpasang pada kendaraan, saat terjadi tabrakan atau benturanSRS Airbag akan mengembang membuat kantong udara, yang berfungsi meminimalkan cidera serius akibat benturan. Sistem ini merupakan pengembangan dari sistem sabuk keselamatan penumpang yang sudah diterapkan terlebih dahulu. Sistem penunjang ini dapat berdiri sendiri, boleh dibilang sistem tersebut merupakan sistem yang dapat ditambahkan sebagai salah satu sistem pada kendaraan. Di negara maju SRS Airbag sudah lama diterapkan dan merupakan sistem yang wajib ada pada kendaraan, sedang di Indonesia mulai tahun 2003 secara bertahap mewajibkan sistem sabuk keselamatan terpasang pada kendaraan. Dengan tingkat keseriusan cidera akibat kecelakaan yang tinggi, membuat produsen kendaraan berlomba menawarkan sistem keselamatan penumpang dengan keunggulan sistem SRS Airbag yang terpasang pada kendaraannya.

KATA KUNCI : SRS Airbag, Safety Belt, Kemanan Pasif


 

1.   Pengertian SRS Airbag

Dalam sistem kendaraan dikenal dengan dua  sistem keamanan, sistem keamanan aktif dan sistem keamanan pasif. Sistem keamanan aktif adalah sistem keamanan untuk mencegah terjadinya kecelakaan (cara preventif), sistem ini berfungsi menstabilkan laju kendaraan dalam berbagai kondisi bahkan pada saat kondisi kendaraan kritis. Sistem tersebut merupakan pengembangan sistem rem yang dikontrol secara elektronik, contoh sistem tersebut diantaranya : Sistem rem ABS, TCS dan ESP. Sistem keamanan pasif adalah satu sistem untuk melindungi penumpang saat terjadi tabrakan atau benturan. Sistem penunjang ini dapat berdiri sendiri, artinya bahwa sistem tersebut tidak melekat pada sistem yang harus terpasang pada kendaraan atau boleh dibilang sistem tersebut merupakan sistem yang dapat ditambahkan sebagai salah satu sistem pada kendaraan.

Gambar 1. Area deformasi dan keamanan

 

Pada struktur kendaraan dikontruksi dalam 2 area, area yang mudah terjadi deformasi berfungsi menyerap dan menghilangkan kekuatan akibat benturan melalui deformasi pada bagian depan dan atau bagian belakang saat terjadi tabrakan. Area berikutnya merupakan area yang sulit terjadi deformasi dinamakan Area Keamanan/ Keselamatan, dalam area ini diperlukan kabin yang kuat guna meminimalkan deformasi kabin, sehingga penumpang dalam kondisi aman. Untuk menghindari benturan antara penumpang dan kabin atau interior kendaraan sistem SRS Airbag mempunyai peranan penting dalam area ini.

(Supplemental Restrain System Airbag) dikembangkan sebagai teknologi keselamatan pasif yang melengkapi sabuk pengaman. Alat ini sebagai sistem penahan tambahan pada saat terjadi benturan dengan sabuk pengaman sebagai alat utama yang membantu melindungi penumpang saat terjadi kecelakaan.

 

2. Komponen SRS Airbag

Komponen ini dikembangkan dan diadopsi dengan berbagai jenis yaitu, Airbag depan (Front Airbag), Airbag Samping (Side Airbag), dan Airbag Tirai.

Airbag depan terdiri dari driver Airbag dan Passenger Airbag, berfungsi melindungi pengemudi dan penumpang depan saat terjadi benturan/tabrakan dari arah depan.  Driver Airbag dipasang di tengah bantalan roda kemudi dan Passenger Airbag dipasang pada dasbor di depan tempat duduk penumpang depan.

 

airbag-depan

Gambar 2. Komponen Airbag Depan


Keterangan :

1, 2  = Crash sensor
       3      = ACU
       4      = Driver AirBag (DAB)
       5      = Passenger AirBag (PAB)

 

Airbag samping (Side Airbag) berada pada samping pengemudi dan penumpang baik depan dan belakang berfungsi untuk membantu mengurangi resiko cedera akibat benturan antara orang di dalam dengan pintu kendaraan apabila terjadi tabrakan dari samping kendaraan. Airbag Tirai berfungsi saat kendaraan terguling (rolling), dapat mengurangi resiko cidera saat terjadi benturan akibat kendaraan terguloing. Dengan peletakan pada tirai kendaraan (samping atas penumpang).

Pastilah tidak semua mobil/kendaraan mempunyai sistem airbag ini, ada yang terpasang sebagian dan ada yang komplit. Ada kendaraan tertentu yang semua variannya terdapat system ini (merupakan system yang wajib ada),  ada pula yang hanya varian tertentu yang terdapat system ini, yang mana semuanya disesuaikan dengan kondisi dan situasi dimana kendaraan tersebut di dijual (digunakan).

 

sideimpack

Gambar 3. Airbag Samping dan Tirai

 

Keterangan :

     1.   ACU Kombinasi
2.  
Sensor Accelerator (samping)
3.   Airbag Tirai
4.  
Airbag samping

 

 

3.  Prinsip Kerja

Saat terjadi kecelakaan, besarnya energi benturan akan diterima oleh sensor depan airbag (crash sensor) yang diletakkan di depan mobil dan diteruskan ke ACU (Airbag Control Unit), ACU akan mengkalkulasi dan membandingkan dengan safing sensor yang terletak di dalam ACU, bila hasil perbandingan crash sensor dan safing sensor menyatakan airbag harus dikembangkan. Maka ACU akan mengaktifkan Inflator yang didalamnya terdapat initiator yang akan membakar Propellant Grain sehingga menghasilkan gas dan mengembangkan airbag, kemudian airbag akan mengempis. Peristiwa tersebut memakan waktu kira-kira 0,2 detik.

 

waktu

Gambar 4. Urutan Pengembangan SRS Airbag

 

SRS Airbag mempunyai syarat mengembang bila tingkat benturan di atas ambang yang telah ditentukan dengan kecepatan mobil minimal 25 km/jam dan saat menabrak secara frontal terhadap penghalang permanen yang statis atau objek yang dapat bergerak saat tertabrak (misal mobil yang sedang parkir). SRS Airbag juga akan mengembang bila terjadi benturan serius pada bagian bawah kendaraan.

Airbag depan tidak akan mengembang apabila terjadi benturan atau kondisi seperti benturan dari arah samping, kendaraan terguling, menabrak objek yang lebih tinggi atau tidak mengenai sensor depan, menabrak tiang tepat di tengah (kondisi tertentu), benturan dari belakang, dan benturan menyudut.

Alat ini dapat memberikan efek samping pada saat SRS Airbag mengembang dengan cepat (kecepatan mengembang di atas 100 km/jam), efek samping itu adalah penumpang akan mengalami memar, luka lecet, cedera. Untuk menghindari hal tersebut penumpang harus pada duduk yang normal dan menggunakan sabuk pengaman. Perhatikan pada saat membawa balita atau anak-anak ketika mengendarai mobil yang dilengkapi SRS Airbag, alangkah baiknya ditempatkan di kursi belakang. Jadi jangan menempatkan balita atau anak-anak di tempat duduk depan karena dapat membahayakan mereka pada saat SRS Airbag mengembang.

 

4.  Diagnosa Sistem

SRS Airbag dilengkapi dengan sistem yang dapat mendeteksi kerusakan yang terjadi didalam sistem SRS Airbag. Jika lampu peringatan SRS Airbag yang terdapat pada dashboard menyala saat mesin dinyalakan, menandakan terjadi kerusakan dalam sistem dan SRS Airbag tidak akan aktif bila terjadi benturan (tabrakan).

 


Gambar 5. Lampu SRS Airbag pada dasboard 

 

Kerusakan yang terjadi dalam sistem akan tersimpan didalam memori kontol unit SRS Airbag, kerusakan yang terdeteksi merupakan kerusakan yang terjadi pada sistem elektroniknya bisa berupa sensor, kabel penghubung, dan aktuator. Sambungan putus atau hubung singkat juga bisa terdeteksi kerusakan, terakhir kerusakan juga bisa terjadi pada kontrol unitnya sendiri.

                                        

Gambar 6. Diagnosa kerusakan dengan scantool.

 

Informasi kerusakan sistem SRS Airbag dapat di ketahui dengan 2 cara : pertama dengan menggunakan scantool (alat bantu diagnosa kendaraan) cara ini selain mengetahui kerusakan juga dapat mengetahui sistem kira-kira bisa bekerja dengan baik atau tidak dengan melihat menu current data. Kedua dengan menghitung kedipan pada lampu SRS Airbag, prosedur menampilkan kedipan dengan cara menghubungkan (jumper) terminal pada DLC, kode kerusakan (kedipan) dapat diketahui pada buku manual service kendaraan.

Gambar 7. Posisi jumper pada DLC Toyota.

 

Kode kedipan dinyatakan dalam angka dengan nyala lampu (lama tanda puluhan dan pendek tanda satuan), bila ada kerusakan lebih dari satu maka akan dimunculkan secara beriringan mulai dari kode kerusakan yang kecil. Contoh pada gambar 9 terhitung kode no 31, dalam buku manual perbaikan toyota terbaca : Center airbag sensor assemblyyang artinya sensor airbag bagian tengah rusak. Untuk lebih lengkapnya bisa melihat pada buku manual perbaikan.

Gambar 8. Cara membaca kode kedipan.

 

 

5.   Kesimpulan

SRS Airbag merupakan sistem  keamanan pasif yang berfungsi sebagai pelengkap dari sistem sabuk keselamatan. Saat terjadi tabrakan tubuh akan ditahan oleh sistem sabuk keselamatan, dan airbag akan mengurangi benturan antara kepala dengan kabin kendaraan. Sistem airbag bekerja saat menabrak secara frontal dengan kecepatan minimal kendaraan 25 km/jam. Dalam sistem SRS Airbag dilengkapi suatu sistem yang dapat mendeteksi kerusakan yang terjadi pada sistem tersebut. Untuk mengetahui kerusakan yang terjadi dapat dideteksi dengan scantool atau dengan kode kedipan. Dewasa ini produsen kendaraan menawarkan sistem SRS airbag sebagai teknologi keselamatan penumpang yang teritegrasi dalam sistem kendaraan, diharapkan dengan keunggulan teknologinya membuat pruduksinya banyak diminati.

 

 

Referensi:

1.  ………,. Automotive Handbook, Robert Bosch Gmbh, Stuttgart. 2000

2.  ................, Toyota Material Training, Toyota Motor Sales, U.S.A. 2000.

3.  Tecnical Service Training Center, SRS (Supplemental Restrain System), Hyundai Motors Corp, Korea. 2003.

4.  ................., Modul SRS Airbag Ototronik, VEDC Malang, Malang. 2011.


SISTEM HIDRAULIK PADA “ELECTRONIC AUTOMATIC TRANSMISION”

SISTEM HIDRAULIK PADA “ELECTRONIC AUTOMATIC TRANSMISION”

Oleh : Drs. MochToyibu, MT.

Widyaiswara Departemen Ototronik PPPPTK BOE Malang

toyibu.g61@gmail.com

 

ABSTRAK

Automatic Transmission (AT) memiliki tiga bagian penting kopling fluida, unit planetary gear dan unit pengendali, pada transmisi automatis konvensional untuk mengendalikan unit planetary gear agar dapat memilih tingakatan rasio gear secara automatis digunakan pengendali hidraulis yang memanfaatkan katup pengendali hdraulis.

Katup pengendali hadraulis dalam proses kerjanya memanfaatkan perbedaan tekanan pompa dari input dan output transmisi sehingga dalam kerjanya pada setiap perpindahan gigi (ratio-gear) masih memiliki kelemahan respon perpindahan yang lambat dan kasar.

Dalam artikel ini ditunjukkan bagaimana konsep kerja pengendali hidraulik dan EAT (Electronic Automatic Transmission) sehingga didapatkan katup pengendali hidraulik bekerja secara elektronik yang memungkinkan kerja katup memiliki respon lebih tepat dan perpindahan ratio-gear lembut.

Kata Kunci :Automatic Transmission (AT),Ratio-gear, pengendali hidraulis, EAT (Electronic Automatic transmission)

 

A.  GAMBARAN UMUM

Transmisi otomatis adalah hydromechanical yang digunakan untuk mentransfer torsi mesin ke roda penggerak. Disebut hydromechanical karena menggunakan hidrolik untuk mengirimkan gerak dan memaksa untuk gigi mekanis yang melakukan pekerjaan.

Hidrolik adalah ilmu yang berhubungan dengan penggunaan cairan untuk mengirim gerak dan gaya, sehingga anda perlu memahami prinsip-prinsip dasar hidrolik sejauh mereka berhubungan dengan operasi transmisi otomatis.

 

B.  PRINSIP HiDRAULIK

Hidrolik adalah studi cairan dan bagaimana mereka dapat digunakan untuk mengirim gerak dan gaya. Karya-karya transmisi otomatis pada prinsip-prinsip pertama dijelaskan oleh seorang matematikawan perancis abad ketujuh belas, Blaise Pascal. hukum Pascal mengandung tiga faktor fisik penting yang mengatur hidrolika dalam transmisi otomotif : kompresi, gerak, dan gaya.

 1.   Kompresi

 Cairan tidak bisa dikompresi. Untuk membuktikan ini kepada diri Anda sendiri, tempat dua botol ukuran yang sama di atas meja. Isi satu dengan air, yang lain sudah diisi dengan udara. Bila Anda menempatkan gabus di bagian atas botol berisi udara, molekul udara, diperas bersama-sama, atau kompresi ke volume lebih padat, yang memungkinkan gabus untuk memasukkan botol dengan mudah. Namun, ketika Anda mencoba untuk gabus botol berisi air, sebagian air akan dipaksa keluar dari botol seperti gabus yang duduk, karena molekul dalam air (cairan) tidak bisa diperas lebih dekat bersama.

 2.   Gerakan

 Karena fluida tidak kompresibel, dapat mengirimkan gerakan. Jika kita mengisi panjang tabung atau selang dengan cairan dan masukkan plunyer di salah satu ujungnya, cairan akan bergerak melalui pipa atau selang dan tumpah ujung yang lain.

 

  Gambar 1 : Tekanan transmisi dengan cairan di dalam silinder.

 

Gambar 2 :Motion transmisi oleh fluida antara dua silinder.

 

Jika dua piston yang tertutup dalam silinder dengan luas berisi cairan di antara mereka, salah satu piston dapat dibuat untuk memindahkan lain (Gambar 1). Jika piston A bergerak di silinder, cairan akan mengirimkan tekanan untuk B piston, bergerak itu sebesar jumlah yang sama. Contoh ini menyediakan link mekanik yang dapat digunakan untuk melakukan tugas sederhana.

3.   Gaya

Hubungan tekanan dan gaya ada dalam ilmu hydraulic. Terapan tekanan tidak hanya dapat menyebabkan komponen untuk bergerak, tekanan dapat digunakan untuk mengendalikan gaya. Konsep tekanan fluida sebagai persamaan sederhana: Tekanan x luas = gaya.

Sebuah servo sederhana dalam sistem hidrolik ditunjukkan dalam Gambar 4 menunjukkan prinsip ini. Ketika tekanan yakin 10 lb/in2 (psi) digunakan untuk pompa piston dengan luas satu 1 in2, tekanan hidrolik 10 psi. Servo mengirim tekanan 10 psi untuk tiga servos lain. Karena servo pusat tiga juga memiliki piston dengan luas 1 in2 , gaya output adalah sama dengan tenaga input. Servo ke kiri, piston dengan hanya luas ½ in2. Ketika tekanan 10 psi outputnya hanya setengah, atau 5 psi. pada Servo kanan memiliki luasan 2-in2. Dengan 10 masukan psi, tekanan, output servo adalah dua kali lebih besar, atau 20 psi.

 

Gambar 3 : Gaya mekanikal pada sistem kopling.

 

Diterapkanda piston silinder master menyebabkan cairan hidrolik untuk mengirimkan gerakan mendorong piston ke silinder, yang mengubah gaya hidrolik kembali untuk mengoperasikan lengan kopling pembebas

 

 Gambar 4 : Tekanan versus kekuatan

 

Gambar 4 Menggambarkan prinsip penting hidrolika yang lain. Perhatikan bahwa output piston lebih kecil dari tiga servos pindah jarak lebih besar dari piston pusat sekaligus mengurangi kekuatan outputnya. Semakin besar dari tiga piston, bagaimanapun, pindah kurang sambil meningkatkan kekuatan outputnya.

 

C.  SISTEM HIDROLIK TRANSMISI

Sistem hidrolik digunakan dalam sebuah misi transmisi otomatis atau transaxle terdiri dari pompa hidrolik yang menarik cairan dari reservoir, atau bak melalui filter. Pompa mengirimkan fluida disaring dengan tekanan untuk katup bodi berisi serangkaian katup. Rute katup tekanan melalui sirkuit ke perangkat yang melakukan pekerjaan. Gambar 5 menunjukkan siklus khas dalam transaxle. Siklus ini serupa di semua transmisi dan transaxles.

1.   Reservoir

Panci minyak di bagian bawah transmisi bertindak sebagai reservoir untuk fluida transmisi. Reservoir ini kadang-kadang disebut sebuah bak. Ketika kendaraan yang diam, cairan transmisi mengalir dari komponen-komponen ke dalam reservoir.

Ketika mesin dimulai, pompa mulai mengalirkan fluida dari reservoir melalui tabung pickup atau baris. Cairan adalah bertekanan oleh pompa dan diedarkan di seluruh transmisi kelebihan cairan dikembalikan ke reservoir melalui jalur kembali. Reservoir untuk memungkinkan melepaskan dari tekanan udara di dalam transmisi yang disebabkan oleh ekspansi cairan dari panas. Hal ini untuk mencegah kebocoran disebabkan oleh penumpukan tekanan.

Bodi katup pada beberapa transaxles otomatis diposisikan di sisi trasmisi, bukan di bawahnya. Badan katup penutup transakles tersebut digunakan sebagai bak sekunder, atau reservoir, dan tingkat fluida dikendalikan oleh katup termostatik.

 Gambar 5 : sistem operasi Khas hidrolik fluida.

 

2.   Pompa Hidrolik

Pompa hidrolik merupakan jantung dari sistem transmisi otomatis hidrolik. Ketika pompa tidak bekerja, transmisi tidak dapat beroperasi. Dalam kendaraan RWD, pompa digerakkan pada kecepatan mesin oleh torque converter melalui sistem lugs dan slot. Jika konverter menggunakan hubungan dengan slot, pompa akan memiliki kecocokan : UGS; pompa dengan pasangan slot dengan lugs converter hub. Sebagai, converter ia berputar, pompa langsung berputar pada kecepatan yang sama. Beberapa kendaraan FWD digunakan, sistem penggerak yang sama. Lainnya menggunakan poros hex splined antara bagian dalam penutup converter dan pompa. Empat jenis pompa rotary umum digunakan. Semua mampu menekan cairan dan bekerja sesuai prinsip-prinsip dasar yang sama.

Gear-dan-Crescent Pompa. Yang tertua dan paling umum jenis pompa pompa gear dan Crescent. Ini terdiri dari gear drive, sebuah gigi didorong, dan antara Crescent dua roda gigi (Gambar 6). Roda gigi penggerak memiliki gigi eksternal dan didorong oleh hub konverter atau poros hex. Berputar di dalam telinga = didorong dengan gigi internal. Karena gigi didorong posisi dari pusat, gigi pada dua roda gigi hanya sebagian terhubung. Hal ini menciptakan kesenjangan yang semakin besar antara gigi gear. Dengan memasukkan Crescent antara gigi gear menghadap, kesenjangan yang diisi, dan pelabuhan masuk disegel dari port outlet.

Tekanan atmosfer mendorong ke bawah pada fluida dalam reservoir dengan tekanan di permukaan laut sekitar 14,7 psi. Sebagai pompa berputar, itu menciptakan vakum pada pembukaan port inlet nya. Tekanan pada fluida reservoir mendorong cairan ke dalam pompa untuk mengisi kekosongan (Gambar 7 ). Erat menyatu gigi gear terpisah ketika mereka berputar, menciptakan daerah tekanan rendah di mana cairan diambil.

Gigi gigi perangkap fluida, membawanya sekitar perumahan menuju pelabuhan, outlet. Perbedaan antara gigi gear menyempit ketika mereka mendekati port outlet. Karena Crescent blok jalan, cairan tidak bisa bocor kembali ke port inlet. Sebagai gigi gear mulai terhubung lagi, cairan yang terjepit di antara gigi. Ketika gigi mencapai pelabuhan outlet, cairan yang dipaksa masuk ke dalam sistem kontrol tekanan untuk pengiriman ke katup pengatur.

Sejak outlet pompa dan port inlet ditutup dari satu sama lain, pompa ini disebut dis positif

 

 

 Gambar 6 : Gear dan Crescent komponen pompa.

 

penempatan pompa. perpindahan positif berarti pompa mengambil jumlah yang sama cairan pada setiap rotasi, sehingga volume tergantung pada kecepatan rotasi. Pompa cepat berubah, semakin besar volume dan tekanan yang lebih besar. Untuk alasan ini, pompa perpindahan positif sesuai ketentuan, karena dapat menghasilkan aliran jauh lebih banyak dan tekanan dari penularan transmisi dapat digunakan. Hal ini sangat efisien pompa yang harus rusak parah sebelum output pompa turun di bawah persyaratan transmisi.

 

 Gambar 7 : Kerja pompa gigi dan bulan sabit.

 

Pompa Gerotor dan Trochoidal. Gerotor dan pompa trochoidal rotor menggunakan kedua bagian dalam dan luar bukan gigi (Gambar 8). Para luar rotor memiliki satu lobus lebih dari rotor batin. Hal ini memungkinkan rotor untuk menghubung di bagian bawah pompa tetapi tidak pada puncaknya. Pompa ini bekerja pada prinsip yang sama seperti desain gigi dan Crescent, tetapi daun dalam dan luar rotor membawa cairan dari reservoir masuk ke port outlet tanpa bantuan sebuah Crescent. Rotor pompa trochoidal memiliki daun lebih besar dari pompa gerotor. Hal ini akan meningkatkan pompa pemindahan dan memungkinkan pompa trochoidal untuk menjalankan lebih pelan dari desain gerotor. Seperti pompa gigi dan Crescent, yang gerotor dan desain trochoidal keduanya pompa perpindahan positif.

Pompa Rotary Vane. Beberapa transaxles otomatis menggunakan pompa perpindahan variabel rotary vane. Dalam bentuk yang paling sederhana, pompa ini terdiri dari sebuah rotor dengan baling-baling beberapa slide atau jenuh cincin melingkar di dalam

 

Gambar 8 : Trochoidal dan pompa gerotor menggunakan rotor dengan lobus diganti gigi dengan gigi.

 Gambar 9 : Komponen Pompa Rotary baling-baling.

 

Rumah (Gambar 9). Sebagai berubah rotor, baling-baling bebas untuk bergerak maju mundur dalam slot mereka menurut gaya sentrifugal. Sebagai baling-baling memutar, mereka membentuk serangkaian kamar cairan kecil. Slide atau pasak cincin pada pin dan tunduk pada tekanan permulaan. Sebuah cincin baling-baling dalam mencegah rotor baling-baling dari bergerak ke dalam menempel di slotnya.

Ketika mesin sedang dihidupkan dan pompa rotor untuk memutar, slide pompa didorong ke kiri oleh pegas regulator tekanan. Hal ini meningkatkan luas antara cincin rotor dan slide atau jenuh, menciptakan vakum di ruang inlet pompa. Tekanan atmosfer reservoir bilangan prima pompa, yang pada posisi maksimum (Gambar 10).

 

Gambar 10 : Baling-baling pompa berputar keluaran maksimum.

 Gambar 11 : Minimum baling-baling keluaran pompa rotary.

 

Ketika tekanan sistem tercapai, katup pengatur tekanan mengarahkan fluida antara slide atau cincin jenuh, busing pompa, Sejak pompa slide atau pasak jenuh cincin pada pin, tekanan fluida bergerak melawan tekanan awal regulator. Dengan slide atau cincin bergerak menuju pusat pompa, cairan dilewati dari sisi tekanan ke sisi hisap pompa. Hal ini menyebabkan kurang cairan dipaksa ke dalam sistem (Gambar 11).

Jika kebutuhan sistem meningkat, tekanan pengatur katup menutup off 'aliran cairan kembali ke pompa. Hal ini memungkinkan tekanan awal regulator sekali lagi untuk memindahkan slide atau cincin jauh dari rotor ke arah rumah, dan pompa meningkatkan volume. Badan katup dan Sirkuit Minyak arus fluida transmisi otomatis melalui saluran dan jenuh disebut sirkuit minyak. Kasus bodi transmisi dan pompa mengandung beberapa rangkaian minyak, tetapi sebagian besar terletak di komponen yang disebut badan katup. Badan katup juga berisi serangkaian katup, orifice, dan ruang periksa yang kontrol transmisi dengan mengalihkan aliran fluida melalui sirkuit (Gambar 12).

Badan katup yang terletak di bagian bawah kasus di transmisi RWD dan beberapa trmsaxles FWD. Lain transaxles posisi badan katup di bagian belakang rumah konverter atau puncak kasus transaxle.

Gambar 12 : skematis dari sirkuit katup bodi transmisi.

Gambar 13 : Lubang pengatur tekanan dan kontrol aliran bagian pembatas fluida.

 

Katup bodi umumnya terdiri dari dua atau lebih benda tuang melesat ke trasmisi ini. Beberapa transmisi menggunakan - casting perapian di tungku. sirkuit minyak yang biasanya akan menduduki kedua dilemparkan ke bagian bawah trasmisi ini. Sebuah plat logam datar pemisah digunakan antara petunjuk untuk keselamatan CMT. pelat ini mungkin telah gasket pada satu sisi atau di setiap sisi. Piring dan gasket mengandung bukaan digunakan untuk mengarahkan aliran fluida.

3.   Distribusi Cairan dan Kontrol

Cairan yang bertekanan oleh pompa, dikirim. untuk katup pengatur tekanan. tekanan Diatur digunakan untuk sampai torsi konverter dan digunakan atau melepaskan cengkeraman lengan kendali transmisi. Katup di dalam katup bodi mengarahkan dan mengendalikan aliran fluida. Beberapa aliran fluida dengan mengubah ukuran sebuah pembukaan di sirkuit. katup kontrol cairan arah lain dengan cara membuka atau menutup sirkuit.

Lubang. orifice adalah sebuah pembatasan atau daerah sempit di sirkuit cairan (Gambar 13). Ini adalah cara sederhana untuk mengatur tekanan fluida dan flow control. Membatasi arus dengan lubang yang menciptakan daerah tekanan rendah antara lubang dan menerapkan perangkat. Menunda tekanan penumpukan dengan cara ini mencegah sebuah band atau kopling dari penggunaan terlalu cepat atau kasar. Begitu daerah antara orifice dan menerapkan perangkat mengisi dengan cairan, tekanan disamakan pada kedua sisi mulut dan penuh dengan tekanan memegang kopling atau dilakukan band.

Spool Valves. katup spool (Gambar 14), adalah cylindrical dan menyerupai kelos benang yang dililitkan A spool valve memiliki dua atau lebih daerah mesin besar yang disebut area antara. disebut alur annular. Tekanan naik. di katup menutup lubang dan terbuka off. alur melingkar membuat ruang antara dasar ini ruang yang digunakan untuk mengarahkan cairan ke bagian-bagian lain.. katup spool yang dioperasikan oleh hidrolik tekanan dan/atau permulaan gaya.

Ketika spool valve digunakan untuk mengatur tekanan, itu disebut katup seimbang. Sebuah katup seimbang bergerak hack dan sebagainya, atau dimodulasi, oleh tekanan input di satu ujung dan tekanan pegas di sisi lain. Ketika tekanan masukan melebihi tekanan pegas dikalibrasi, yang menuju permulaan Gerakan uncov nya port tekanan jaringan dan mengirimkan cairan di arahnya. pergerakan lebih lanjut dari katup menyebabkan peningkatan tekanan jaringan membuka daerah bebas, yang mengirimkan kelebihan cairan kembali ke bak itu. Jika penurunan batas tekanan, pegas bekerja pada katup dan kembali untuk menutup port bantuan. Baris ini meningkatkan pra tekanan dan proses tersebut terus berlanjut. Dengan cara ini, katup tekanan lebih input dan output.

 

  Gambar 14 : Dasar pada katup kontrol lintasan spool wherens annulus bertindak sebagai fluida chainhers ?.

 

Gambar 15 :  Satu arah bola memeriksa operasi katup.

 

Jika katup spool digunakan untuk membuka dan menutup sirkuit, itu disebut katup relay. Katup manual adalah salah satu contoh. Terhubung ke tuas perpindahan gigi dengan linkage. Setiap kali bergerak tuas perpindahan gigi, katup manu-al juga bergerak. gerakan katup Manual berlaku mengarahkan cairan ke kopling diperlukan atau band sesuai dengan posisi tuas perpindahan gigi.

Katup pergeseran adalah contoh lain dari katup relay. Perbedaan tekanan yang bekerja pada ujung katup menyebabkan pergeseran untuk mengubah posisi dalam nya membosankan. Musim semi pada salah satu ujung katup menciptakan sebuah kekuatan yang harus diatasi dengan tekanan fluida, dan katup bergerak kembali ke posisi tertutup pada saat tekanan fluida akan dihapus. hasil waktu Shift dari gaya pegas yang harus diatasi.

Periksa bola yang digunakan untuk mengendalikan arah. Cek bola satu arah memungkinkan cairan untuk bergerak dalam satu arah tetapi tidak yang lain (Gambar 15). Tekanan yang bekerja pada salah satu sisi bola yang menyebabkan ia duduk dan mencegah aliran. Tekanan yang bekerja pada sisi lain bola menyebabkan ia menggeser dan memungkinkan aliran. Dua arah bola memeriksa memiliki dua kursi dan digunakan untuk memeriksa dan mengarahkan sumber tekanan dari dua arah. Mereka dapat duduk dan menumbangkan oleh tekanan baik dari sumber (Gambar 16). Shuttle bola adalah memeriksa bola yang memungkinkan aliran fluida tinggi di satu arah dan aliran rendah yang lain.

Ketika permulaan yang digunakan untuk menjaga bola cek terhadap kursi, itu disebut si kecil, atau periksa, katup. katup Poppet digunakan untuk bantuan tekanan. Lama desain misi trans menyediakan plug penyesuaian berulir pada ujung pegas. steker dapat digunakan untuk menambah atau mengurangi gaya pegas (Gambar 17).

Periksa bola umumnya terbuat dari baja, namun beberapa produsen menggunakan bola yang terbuat dari materi komposisil. Komposisi memeriksa bola tidak dapat magnet atau dipengaruhi oleh gaya magnet.

 

Gambar 16 : Dua arah bola memeriksa operasi katup

 

D.  TEKANAN HIDROLIK

Tekanan hidrolik digunakan untuk mengisi torsi mengkonversi. Ini berlaku dan melepaskan cengkeraman dan band untuk menggeser roda gigi planet. Beroperasi katup dalam bodi katup bahwa penularan kontrol pergeseran. Ini melumasi bagian yang bergerak dan menghilangkan panas diciptakan oleh operasi penularan.

Tekanan hidrolik yang dihasilkan oleh pompa tidak dapat melakukan semua hal yang berbeda itu sendiri. Ini harus diatur dan dimodifikasi sesuai dengan kebutuhan transmisi itu. Kita akan melihat berbagai jenis tekanan hidrolik digunakan dalam transmisi otomatis dan melihat bagaimana mereka dibuat dan digunakan.

1.   Batas Tekanan

Pompa mengirimkan cairan bertekanan ke katup pengatur tekanan. katup ini mengatur tekanan fluida berdasarkan kecepatan mesin, bukaan throttle, kecepatan kendaraan, dan transmisi yang dipilih mendengar. peraturan Tekanan menciptakan tekanan baris. Kadang-kadang disebut kontrol, atau arus utama, tekanan, maka tekanan dasar dari mana semua tekanan lain yang digunakan dalam transmisi.

Gerakan katup pengatur tekanan dikendalikan melalui permulaan kalibrasi, yang menentukan tekanan membuka katup tersebut. Perpindahan katup pengatur Atas dalam tiga tahap, masing-masing yang terjadi dengan cepat dan melayani kebutuhan spesifik.

 

Gambar 17 : Objek yang bola tidak operasi sebagai katup pelepas tekanan.

 

Saat mesin Pertama kali dimulai, regulator tidak membangun tekanan, karena ada hambatan alan kecil kesawan sedangkan sistem batas cairan baru Mengisi. Katup pengatur pegas dipegang untuk menutup Gaya, Yang memungkinkan output untuk Pompa hidrolik Mengisi maksimum pada sistem (Gambar 18).

Hasil tekanan mencapai tekanan akhir (di hampir 60 psi Semua unit), tekanan fluida inoves pegas katup regulator Melawan. ke sirkuit konverter (Gambar 19). Pompa Aliran fluida ke konverter untuk Mengisi rangkaian converter dan menekan. Begitu konverter Yang bertekanan. Tekanan pompa harus diatur untuk mencegah tekanan yang berlebihan dan mungkin kerusakan.

Dengan output pompa pada tekanan cukup tinggi, katup regulator bergerak jauh ke bawah melawan gaya pegas. Hal ini mengungkapkan port ke inlet pompa atau reservoir (Gambar 20). Pompa tekanan keluaran sekarang seimbang terhadap gaya pegas katup pengatur, dengan katup modulasi yang diperlukan untuk menjaga keseimbangan. Seperti perubahan kecepatan mesin, tekanan katup bergerak maju mundur, mempertahankan tekanan pompa konstan dan menciptakan tekanan jaringan dalam bodi katup.

 

  Gambar 18 : Minyak Pompa Tahap inisialisasi

 

 

 Gambar 19 : Converter bertekanan panggung.

 

Sebuah katup meningkatkan (Gambar 20) digunakan ketika batas tekanan harus lebih besar daripada yang diperbolehkan oleh gaya pegas regulator. Katup meningkatkan dikendalikan oleh beban mesin dari input vakum atau elektromekanis. Seiring dengan peningkatan beban mesin, katup meningkatkan mendorong terhadap pegas regulator. Hal ini meningkatkan gaya diaplikasikan pada katup regulator, menyebabkan katup menutup perjalanan kembali. Ketika beban mesin berkurang, katup meningkatkan gerak menjauh dari awal, sehingga sekali lagi untuk mengontrol katup.

Karena desain tersebut, sirkuit transmisi lainnya mempengaruhi katup pengatur tekanan. Setiap naik atau turun dalam tekanan baris dirasakan oleh katup, yang bereaksi untuk mempertahankan pengaturan tekanan. Rangkaian tekanan gas adalah pengaruh yang paling penting pada katup pengatur tekanan.

2.   Tekanan Throttle

Line tekanan dikirim ke valve-throttle mana diubah menjadi tekanan throttle dan diatur berdasar pembukaan throttle mesin. Semakin lebar membuka katup mesin, semakin besar tekanan gas yang dihasilkan. Rangkaian katup throttle menentukan beban mesin, mengubahnya menjadi sinyal tekanan, dan mengarahkan ke katup pergeseran terkait yang tepat.

Katup throttle dalam beberapa transmisi ini beroperasi oleh kabel atau hubungan dihubungkan antara katup dan throttle mesin. Gerakan trotel mesin mekanis katup throttle bergerak melalui kabel atau linkage. gerakan katup Throttle menyebabkan perubahan dalam tekanan throttle (Gambar 21). Kabel throttle chanical atau sistem keterkaitan sangat rawan untuk dipakai dan misadjustment.

Transmisi lain menggunakan modulator vakum yang terhubung ke mesin vakum. Sejak vakum mesin bervariasi relatif terhadap throttle pembukaan, modulator vakum melakukan hal yang sama sebagai penghubung. Modulator vakum menggunakan batang katup throttle untuk menerjemahkan sinyal vakum menjadi gerak mekanikal dan menerapkan batang terhadap ujung katup throttle.

Sebagai throttle mesin terbuka, tekanan vakum mesin dan batang modulator bergerak ke katup throttle meningkat.

 Gambar 20 : Katup seimbang dan operasi meningkatkan katup.

 Gambar 21 :  Sirkuit katup throtle mekanik dan komponen

 

Gambar 22 : Operasi Vacum modulator.

 

Ketika menutup throttle mesin, mesin meningkatkan vakum Dan batang modulator bergerak katup throttle keluar untuk mengurangi tekanan throttle (Gambar 22).

Sinyal modulator vakum sangat diprediksi dan memberikan informasi upshift akurat.

Sistem waktu diperlukan untuk membantu dalam waktu shift dan downshifts paksa. Throttle tekanan diberikan pada salah satu ujung katup throttle pergeseran dalam katup bodi. Akan mencoba untuk menjaga katup dari membuat sebuah upshift. Ujung lain dari katup pergeseran menerima tekanan governor, yang mencoba untuk membuat upshift tersebut. Ketika tekanan governor mengatasi tekanan gas, katup bergerak shift dan transmisi menggeser gigi (Gambar 23).

 

 Gambar 23 : Throttle dan Gubernur tekanan mengendalikan operasi katup throttle.

 

 Gambar 24 : Komponen yang digunakan dalam satu jenis perakitan governur.

 

Tekanan Throttle digunakan hanya digunakan yang tidak memiliki sistem kontrol penuh elektronik. Contoh : Chrysler Loadflite A500/42RH/A-518/46RH, yang A4LD Ford, dan Ford Tipe F dan Tipe G 4EAT

3.   Governur Tekanan

Rangkaian Governur menggunakan tekanan jaringan dikirim dari katup manual dan mengkonversi ke suatu tekanan yang berbeda tekanan governur disebut signal. Gubernur TIK tekanan pada katup pergeseran saat kendaraan bergerak. Dua gaya Governur umumnya digunakan ditunjukkan pada Gambar 24 dan 25.

Meskipun tekanan throttle bervariasi sesuai dengan beban mesin, tekanan governur bervariasi sesuai dengan kecepatan kendaraan. Governur Rakitan umumnya didorong oleh poros output. Ini berisi katup bodi kecil dengan satu bagian untuk tekanan saluran, bagian kedua untuk tekanan governur, dan bagian ketiga yang keluar ke reservoir (Gambar 24).

Rakitan Governur berisi satu atau dua katup. Katup ini dikendalikan oleh tekanan hidrolik, gaya sentrifugal, dan tekanan permulaan. Ketika dihentikan, kontrol tekanan dari governur tersebut akan diblokir. Ketika kendaraan mulai bergerak, governur berputar dengan poros output dan gaya sentrifugal mulai bergerak katup. gerakan Valve memungkinkan tekanan jaringan beredar melewati mereka. Semakin cepat poros output

 

 Gambar 25 : Kontruksi Governur

 

Semakin besar jumlah tekanan berdarah (Gambar 25). Tekanan ini disebut tekanan governur dan diterapkan pada katup pergeseran di sisi berlawanan dari mata air.

Katup shift dikalibrasi untuk menggeser sebesar jumlah prede-termined tekanan governur dan tekanan throttle. Ketika kendaraan dipercepat dengan bukaan throttle kecil, tekanan gas berkurang dan upshift terjadi lebih cepat. Pada throttle terbuka lebar, tekanan gas dalam-kusut mengatasi tekanan governur dan penundaan upshift tersebut.

Governur tekanan juga digunakan hanya pada Chrysler Loadflite A500/42RH/A-518/46RH dan Ford A4LD, yang tidak memiliki sistem kontrol elektronik. Semua menggunakan EAI lain katup solenoida dikendalikan oleh sistem komputer mikro.

4.   Kontrol Tekanan Elektronik

Sepenuhnya transmisi otomatis elektronik tidak memiliki katup throttle atau governur. posisi Throttle komunitas-nicated untuk komputer mikro melalui sensor posisi throttle pada katup throttle. Jalan kecepatan dikomunikasikan baik melalui sebuah sensor kecepatan di poros output atau rem sensor kecepatan anti lock belakang. Kedua masukan yang digunakan oleh komputer mikro untuk menentukan titik pergeseran, pergeseran waktu, dan kualitas bergeser.

Jalur tekanan dikembangkan dalam cara yang sama seperti transmisi non electronic tetapi dapat dimodifikasi melalui motor kekuatan variabel (VFM) ditempelkan pada badan katup (Gambar 26). Perangkat ini terdiri dari solenoid valve spool berisi terpisahkan bergerak. VFM juga dikendalikan oleh komputer mikro dan pulsa lebar dimodulasi pada frekuensi (dalam hertz) mendekati 300 kali per detik. Beberapa solenoida Ford pulse width modulated beroperasi pada frekuensi yang menjadi antara 4.000 dan 11.000 Hz

 

 Gambar 26 : VFM melekat ke badan katup dan mengatur tekanan jaringan.

Penerapan motor VFM dalam mengontrol tekanan bervariasi sesuai dengan desain transmisi. The E40D Ford menggunakan solenoid kekuatan variabel (VF5) disebut mengontrol tekanan elektronik (EPC) solenoid. Batas tekanan diatur dengan menerapkan tekanan fluida termodulasi dari solenoid EPC terhadap booster katup pengatur utama, yang bervariasi posisi katup pengatur utama melawan gaya pegas. Kontrol tekanan diubah kopling aplikasi.

Ford AXOD-E transaxle dan AOD-E transmisi menggunakan pendekatan yang sedikit berbeda. Feed tekanan dari katup pengatur converter dikirim ke solenoid EPC (sebenarnya VFM), dimana variasi sesuai dengan modulasi solenoid. Tekanan termodulasi solenoida diterapkan terhadap katup pengatur utama.

Turbo Hydra-Matic 4L80 GM-E menggunakan VFM yang menerima tekanan jaringan dari sirkuit pakan aktuator disaring, berubah menjadi cairan torsi sinyal oleh modulasi pulsa lebar. Torsi tekanan sinyal dikirim ke katup meningkatkan reverse untuk membantu mengatur batas tekanan pada katup pengatur tekanan.

Bila transmisi di gigi depan, tekanan torsi sinyal dikirim ke katup torsi sinyal kompensator di rumah akumulator. Katup ini mengimbangi tekanan penyimpangan yang disebabkan oleh operasi VFM. Torsi tekanan sinyal juga akan dikirim ke akumulator katup, yang mengatur tekanan drive di sirkuit cairan accumulator.

 

 

ISTILAH KUNCI

Hydraulics                               Sirkuit oli                              Shift valve

Kompresi                                 Bodi katup                           Tekanan hidrolik

Motion                                      Lubang orifice                     Batas tekanan

Sistem hidrolik                        Spool valve                          Bost valve

Reservoar                                Lands                                   Tekanan throtle

Bak                                            Rumpun annular               Tekanan governor

Trocoidal pump                       Balanced valve

Katup pompa rotary               Relay katup

 

 

 

Daftar Pustaka :

1.     Kalton C. Lahue, Electronic And Automatic Transmissions, McGraw-Hill School Pulishing Company. Illinois 1994 ISBN 0-02-801365.4

2.    Sudaryono, S.Pd., Modul Pelatihan Transmisi Otomatis dengan Kontrol Elektronik, Departemen Ototronik PPPPTK BOE - VEDC Malang. 2012.

 

Copyright 2019. Powered by Humas. PPPPTK BOE MALANG