Pro

sed

ing

KK

on

fere

nsi N

asio

nn

al E

ng

ine

erin

g P

eP

erh

oe

lan

IX - 2

018

ISSN 2338 – 414X

Nomor 1/Volume 5/Juli 2018

KONFERENSI NASIONAL

ENGINEERING PERHOTELAN IX

“Teknologi Hijau Pendukung Industri Pariwisata Berkelanjutan"

Program Studi Teknik Mesin

Fakultas Teknik, Universitas Udayana

Kampus Bukit Jimbaran, Bali 80362

Telp./Fax. : +62 361 703321

https://mesin.unud.ac.id

ISSN 2338 - 414X

Progrm Studi Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas

Udayana

PROSEDING

Program

i

ISSN : 2338-414X

Prosiding Konferensi Nasional Engineering Perhotelan IX – 2018

07 Juli 2018

Ketua Editor : Dr. Ir. I Wayan Bandem Adnyana, M.Erg

Editor Pelaksana : I Ketut Adi Atmika, S.T., M.T.

Dr. Wayan Nata Septiadi, ST, MT

Ir. Made Suarda,M. Eng

Penyunting Ahli : Prof. Ir. NPG Suardana,MT.PhD (Universitas Udayana)

Prof. Dr. Ir. I Wayan Surata M.Erg. (Universitas Udayana)

Prof. Dr. Tjok Gde Tirta Nindhia,ST,MT (Universitas Udayana)

Prof. I Nyoman Suprapta Winaya,ST,MASc.Ph.D (Universitas Udayana)

Prof. Dr. Ir. I Nyoman Gde Antara,M.Eng (Universitas Udayana)

Prof. Dr. Ir. I Gusti Bagus Wijaya Kusuma (Universitas Udayana)

Prof. Dr. Ir. Akhmad Herman Yuwono, M.Phil.Eng (Universitas Indonesia)

Prof. Dr. –Ing. Nandy Setiadi Djaya Putra (Universitas Indonesia)

Prof. Ir. I Nyoman Pujawan, M.Eng., Ph.D (Institut Teknologi Sepuluh November)

Prof. Ir. I. Nyoman Sutantra, MSc., PhD (Institut Teknologi Sepuluh Nopember)

Prof. Dr.-Ing. Ir. Mulyadi Bur (Universitas Andalas)

Prof. M. Noer Ilman,S.T., M.Sc, Ph.D (Universitas Gajah Mada)

Dr. Jamari,S.T, M.T. (Universitas Diponogoro)

Dr. Ir. I Wayan Suweca DEA (Institut Teknologi Bandung)

Dr. Mulya Juarsa, S.Si., M.Esc (PTRKN-BATAN)

Hak Cipta @ 2018 oleh KNEP IX – 2018 Program Studi

Teknik Mesin – Universitas Udayana. Dilarang

mereproduksi dan mendistribusi bagian dari publikasi ini

dalam bentuk maupun media apapun tanpa seijin

Program Studi Teknik Mesin – Universitas Udayana.

Dipublikasikan dan didistribusikan oleh Program Studi Teknik Mesin –Universitas Udayana, Kampus Bukit Jimbaran, Bali 80362, Indonesia.

ii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmatNya

acara Konferensi Nasional Engineering Perhotelan IX (KNEP-IX) bisa terselenggara pada

tanggal 07-08 Juli 2018, di Gedung Pasca Sarjana, Kampus Sudirman Denpasar.

KNEP-IX diselenggarakan sebagai suatu forum untuk membicarakan, mendiskusikan serta

mempresentasikan inovasi-inovasi, hasil riset yang dilakukan oleh berbagai kalangan baik

peneliti, mahasiswa maupun praktisi guna menunjang perkembangan industri pariwisata. Adapun

seminar atau konferensi ini juga terkait dengan perayaan kegiatan BKFT ke 53 dan Dies Natalis

Universitas Udayana ke-56. KNEP-IX mengambil suatu tema: “Teknologi Hijau Pendukung

Industri Pariwisata Berkelanjutan” yang dikelompokkan dalam Tiga topik yakni:

1. Teknik Industri dan Lain-Lain

2. Material dan Manufaktur

3. Konversi Energi

Adapun makalah yang dipresentasikan dalam konferensi ini merupakan makalah yang lolos

pada seleksi abstrak dan diterima sebagai makalah yang dipresentasikan secara oral. Adapun

jumlah makalah berjumlah 77 makalah dengan 14 makalah dari bidang Teknik Industri dan Lain-

Lain (TI), 35 makalah dari bidang Material dan Manufaktur (M) dan 28 makalah dari bidang

Konversi Energi (KE)

Kami mengucapkan terima kasih kepada para narasumber (Keynote speaker), para pemakalah,

peneliti, sciencetific committee serta praktisi yang telah berpartisipasi pada Konferensi Nasional

Engineering Perhotelan IX ini sehingga kegiatan ini dapat terselenggara dengan baik. Tidak lupa

juga kami ucapkan terima kasih kepada staf pimpinan di lingkungan Universitas Udayana baik

Rektor, Dekan serta Ketua Jurusan yang juga telah membantu terselenggaranya kegiatan ini

dengan sukses.

Bukit Jimbaran, Bali 07 Juli 2018

Ketua Panitia KNEP IX

Dr. Ir. I Wayan Bandem Adnyana, M.Erg

vii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR i

DAFTAR ISI ii

NARASUMBER iii

Implementasi Sistem Kontrol Fuzzy pada Robot Lengan Exoskeleton 1

- Wayan Reza Yuda Ade Prasetya, I Wayan Widhiada

Rancang Bangun Mesin Pengupas Kulit Ari Kelapa 6

- D N K Putra Negara, AAIA Sri Komaladewi, I P Hari Wangsa, A Sentana, R Akbar

Kajian Karakteristik Traksi Dan Kinerja Transmisi Standar Pada Kendaraan Roda

Tiga 11

- I Made Dwinda Suhartawan, I Ketut Adi Atmika, I Made Widiyarta

Analisis Kinerja Traksi Kendaraan Roda Tiga Dengan Modifikasi Progresi Geometri

Bebas 18

- Dewa Gede Eka Putra, I Ketut Adi Atmika, I Made Widiyarta

Analisis Karakteristik Traksi Dan Kinerja Transmisi Modifikasi Terbatas Pada

Kendaraan Roda Tiga 26

- Dewa Putu Adi Setiawan, I Ketut Adi Atmika, I Made Widiyarta

xviii

Pengaruh Waktu Deposisi Terhadap Jumlah Tembaga Pada Proses Electroless

Plating Multi-Walled Karbon Nanotube 33

- I DM Pancarana, Rudy Soenoko, Djarot B. Darmadi, Yudy Surya Irawan

Karakteristik Sifat Akustik Pada Green Komposit Getah Pinus Dengan Variasi Fraksi

Volume Penguat Serat Batang Pisang 38

- Kadek Dedi Astrawan

Analisis Waktu Baku Elemen Kerja pada Kelompok Kerja Pembuatan Batako Secara

Manual di PT. X 43

- I Wayan Sukania

Optimasi proses produksi dalam pengisian air mineral PT. XX 53

- IGN.Priambadi, I Putu okantara, Achmad Zaenuri

Kekuatan Tarik dan Lentur Komposit Serat Sabut Kelapa 58

- I Wayan Surata, Tjokorda Gde Tirta Nindhia dan I Gede Ryan Trisna Wirawan

Analisa Kekuatan Mekanik Pada Material Komposit Papan Partikel (Particle Board)

dari Campuran Limbah Pelepah Kelapa Sawit dengan Matriks Plastik Daur Ulang

(Polypropylene) 65

- Dody Yulianto, Dedikarni, Ekolanda Prasetiawan

Pengaruh Variasi Pluida Pendingin dan Gerak Makan Pada Proses Milling Terhadap

Kekasaran Permukaan 71

- I Gusti Komang Dwijana, I Made Astika, Made Suarda

xviii

Densitas Dan Kekerasan Perunggu Dari Hasil Pengecoran Open Casting Dan Sand

Casting 76

- I Kadek Agus Herinanda

Porositas Dan Kekuatan Impact Perunggu Hasil Pengecoran Open Casting dan Sand

Casting 83

- I Gusti Ngurah Satria Wibawa, Dr. Ir. I Ketut Gede Sugita.,MT, Dr. Ir. I Gusti

Ngurah Priambadi.,MT

Kekerasan dan Struktur Mikro Sambungan Las Pada Hasil Pengelasan Gamelan Bali 88

- Werdi Pramurti, I Ketut Gede Sugita, I Gusti Ngurah Priambadi

Karakteristik Ketangguhan Impak Sambungan Las Pada Hasil Las Retakan Gamelan

Bali 93

- Dewa Gde Pratama Purnayoga, I Ketut Gede Sugita, I Gusti Ngurah Priambadi

Perlakuan Temperatur Pack Carburizing Dan Waktu Penahanan Pada Baja Poros St 42

Terhadap Umur Lelah 98

- K Suarsana, I M. Astika, D.N.K Putra Negara

Perbandingan Kekerasan Dan Struktur Mikro Pada Proses Forging Pada Pembuatan

Gamelan Bali 103

- Made Hendra Putra Sudi, I Gusti Ngurah Priambadi, I Ketut Gede Sugita

Perbandingan Densitas Dan Cacat Bilah Pada Proses Forging Pembuatan Gamelan Bali 107

- I Kadek Agus Wira Andika, I Gusti Ngurah Priambadi, I Ketut Gede Sugita

xviii

Karakteristik Ketahanan Api Komposit Polyester Berpenguat Serat Sabut Kelapa 113

- I Made Astika, I Gusti Ketut Sukadana, I Gusti Komang Dwijana

Pengaruh Waktu Deposisi Terhadap Jumlah Tembaga Pada Proses Electroless

Plating Multi-Walled Karbon Nanotube 118

- I DM Pancarana, Rudy Soenoko, Djarot B. Darmadi, Yudy Surya Irawan

Pengaruh Variasi Ketebalan Panel Green Komposit Getah Pinus Dengan Penguat Serat

Batang Pisang Terhadap Serapan Bunyi 123

- I Putu Saris Pebrianata

Karakteristik Sifat Akustik Pada Green Komposit Getah Pinus Dengan Variasi Fraksi

Volume Penguat Serat Batang Pisang 127

- I K Dedi Astrawan, C I P K Kencanawati, I K G Sugita

Pengaruh Variasi Panjang Serat Terhadap Koefisien Serap Bunyi Panel Green Komposit

Getah Pinus Dengan Penguat Serat Batang Pisang 132

- I Putu Indra Wahyu Pradana

Karakteristik Karbon Aktif Sekam Padi Dengan Naoh Untuk Mengurangi Methylene

Blue Air Limbah 138

- Bayu Dwi Jayanto

Kekerasan Baja Karbon Sedang dengan Variasi Suhu Permukaan Material 141

- Dwipayana, I Made Parwata, I Made Widiyarta

xviii

Pengaruh Konsentrasi Hcl Terhadap Karbon Aktif Sekam Padi Untuk Mengurangi

Methylene Blue 145

- Khadafi Ahmad F

Pengujian Laju Keausan Dan Temperatur Kerja Pada Kampas Rem Komposit Hibrida 148

- I Komang Triadi Sukarta, I Ketut Adi Atmika, I Dewe Gede Ary Subagia

Pengaruh Temperatur Tuang Terhadap Kekerasan dan Porositas Aluminium Paduan 152

- Ma’ruf, Rudy Soenoko, Wahyono Suprapto, Achmad As’ad Sonief

Disain dan Perancangan Material Komposit Hibrida untuk Kampas Rem Kendaraan

Bermotor 155

- I.D.G Ary Subagia, NPG Suardana, Steven FS

Pengaruh Gerak Makan Dan Kedalaman Potong Terhadap Kekasaran Permukaan Pada

Proses Pembubutan Wheel Disc Toyota Avanza 161

- I Gede Yogi Adi Kartika, I Gusti Komang Dwijana, I Made Astika

Pengaruh Kedalaman Potong Dan Gerak Makan Terhadap Kekasaran Permukaan Pada

Proses Pembubutan Flywheel Toyota Avanza 164

- I Gede Sunadiarta, I Gusti Komang Dwijana, I Made Astika

Pengaruh Fraksi Volume Green Composite Ampas Tebu Terhadap Koefisien Serap

Bunyi, Densitas, Dan Porositas 169

- I Putu Septa Ariawan, Cok Istri Putri Kusuma K, I Ketut Gede Sugita

xviii

Green Composite Serbuk Ampas Tebu Dengan Matrik Getah Pinus Sebagai Peredam

Bunyi

174

- Luh Altari Padhmayoni Surya, Cok Istri Putri Kusuma K, I Ketut Gede Sugita

Perbandingan Kinerja Traksi Multi Purpose Vehicle dengan Sistem Penggerak Roda

Belakang

179

- I Ketut Adi Atmika

Pengaruh Penggunaan Ekstrak Kacang Hijau Dan Tauge Sebagai Sumber Nitrogen

Terhadap Ketebalan Nata De Lontar 185

- Melsiani R F Saduk, Duran Hore, Dessy Parra

Harvesting Energi Pada Permukaan Daun Colocasia Esculenta L. Dengan Water

Droplet

189

- Komang Metty Trisna Negara, ING.Wardana, Denny W, Nurkholis Hamidi

Visualisasi Pola Aliran Air Di Sekitar Katup Limbah Pompa Hidram Dengan Variasi

Diameter Lubang Katup Limbah

195

- I Made Dwi Putra Juliana, Made Suarda, Ainul Ghurri

Visualisasi Pola Aliran Air Di Sekitar Katup Limbah Pompa Hidram Dengan Variasi

Diameter Piringan Katup Limbah

203

- I Putu Pasek Sandi Darsana, Made Suarda, Ainul Ghurri

Pengaruh Variasi Diameter Pipa Penyerap Terhadap Unjuk Kerja Kolektor Surya

Tubular Tersusun Seri Dengan Menggunakan Pasir Sebagai Media Penyimpan Panas 211

- Ketut Astawa dan Nengah Suarnadwipa

xviii

Analisis Airfoil Double-Slot Flap LS (01)-0417 Mod Dengan Airfoil Tanpa Flap Nasa

SC (2) 0610 215

- Gaguk Jatisukamto, Mirna Sari

Pengujian Geometri Backward-facing Step dengan variasi Bilangan Reynolds 220

- Steven Darmawan

Pengaruh Penambahan Zat Aditif Pada Biodiesel Terhadap Emisi Gas Buang Dan

Spesific Fuel Consumption 225

- G.G.S. Pratama, I K.G. Wirwan, A. Ghurri

Uji Sifat Fisik Biodiesel Sebagai Bahan Bakar Alternatif 231

- A.A.G.O. Ardhistira, I K.G. Wirawan, K. Astawa

Pengaruh Pencampuran Biodiesel Dengan Solar Terhadap Emisi Gas Buang 237

- I W. Warisman, I K.G. Wirwan, K. Astawa

Efek Konsentrasi Partikel TiO2 Terhadap Koefisien Konveksi pada Penukar Kalor

dengan Pipa Spiral 242

- Sri Poernomo Sari, Pekik Sih Baskoro, Sahrul Romadon, Astuti

Perancangan Kendaraan Prototype Hybrid Shell Eco Marathon kategori Urban Concept 249

- Muhammad Luqman, ST., MT, Agung Dwi Sapto, ST, MT

Preparasi Hybrid Nanofluida dengan Penambahan Surfaktan Kationik

- Wayan Nata Septiadi, Ida Ayu Nyoman Titin Trisnadewi, I Gusti Ketut Sukedana,

256

Nandy Putra

xviii

Penurunan Temperatur Operasional CPU dengan Penggunaan Cascade Heat Pipe

262

- Wayan Nata Septiadi, Imanuel Adam Tnunay, I Ketut Gede Wirawan

Hambatan Termal Heat Pipe Solar Kolektor pada Aplikasi Pemanas Air Rumah Tangga

dan Sistem Perhotelan

264

- Wayan Nata Septiadi, Agus Saskara Yoga, I Ketut Gede Wirawan

Beban Pendinginan Heat Pipe Air Conditioning (Hpac) dengan dan Tanpa Bagian

Adiabatik

270

- Wayan Nata Septiadii, Hendra Wijaksana, Made Ricki Murti

Analisa Sistem Heat Pipe Air Conditioning (HPAC) pada Sistem Air Conditioning

dengan Sirkulasi Udara Segar

275

- Wayan Nata Septiadi, Hendra Wijaksana, I Made Ricki Murti, I Ketut Astawa

Arak Bali Sebagai Bahan Bakar Mesin Empat dan Dua Langkah Terhadap Unjuk Kerja

261

- I Gusti Ketut Sukadana, I Ketut Gede Wirawan, I Made Astika

Analisis Performansi Pembangkit Listrik Tenaga Gas P.T. Indonesia Power Pemaron

265

- Hendra K. S, I K.G. Wirawan, I G.K. Sukadana

Analisa Kinerja Thermal Heat Pipe Air Conditioning (HPAC) Posisi Vertical Dan

Horizontal

270

- I Kadek Dwin Surya Aditama, Wayan Nata Septiadi, Hendra Wijaksana, Made Ricki

Murti

Analisa Kinerja Thermal Heat Pipe Air Conditioning (HPAC) dengan dan Tanpa

Bagian Adiabatik Yang Dipasang Pada Posisi Horizontal

277

- I Made Dwi Janu Wanantha, Wayan Nata Septiadi, Hendra Wijaksana

xviii

Analisis Temperatur Pada Sistem Penerangan Jalan Tol dengan Pemanfaatan 284

Panas Aspal Berbasis Heat Pipe Dan Termoelektrik

- Arliyandi, I G. A. Pristha Arvikadewi, I Putu Yuda Pramana Putra, Wayan Nata Septiadi

Pengaruh Putaran Spindle dan Gerak Makan Terhadap Kekasaran Permukaan Baja ST

42 dengan Proses Boring 289

- I Gede Gunawan, I Gusti Komang Dwijana, I Made Astika

Rancang Bangun Mesin Sangrai Multi Fungsi untuk industri kecil 293

- I Gusti Agung Kade Suriadi, I Ketut Adi Atmika

Prosiding Konferensi Nasional Engineering Perhotelan IX - 2018 (249-255) ISSN 2338 – 414X

*Korespondensi: Tel./Fax.: 089637045934 , 085692514250E-mail: mluqman@staff.gunadarma.ac.id dan agungds@staff.gunadarma.ac.idTeknik Mesin Universitas Gunadarma 2018

Perancangan Kendaraan Prototype Hybrid Shell Eco Marathon kategori Urban Concept

Muhammad Luqman.,ST.,MT1)*, Agung Dwi Sapto.,ST.,MT2) 1,2)Jurusan Teknik Mesin Universitas Gunadarma, Jln. Margonda Raya No.100 Depok

Departemen Teknik Mesin, Universitas Gunadarma, Kampus Depok

Abstrak

Kendaraan merupakan alat transportasi yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari baik digunakan untuk pribadi maupun digunakan untuk alat transportasi umum. Karena banyaknya kendaraan di Indonesia menyebabkan terjadinya polusi udara yang sangat tinggi dan menyebabkan harga BBM (Bahan Bakar Minyak) menjadi lebih mahal karena banyaknya kendaraan pada saat ini. Berdasarkan permasalahan yang sudah dipaparkan maka dirancanglah kendaraan hybrid yang merupakan kendaraan yang menggunakan dua sumber daya yaitu sumber daya bahan bakar dan sumber daya listrik. Untuk perancangan dan desain prototype kendaraan hybrid mengikuti dari peraturan lomba pada Shell Eco Marathon Global Rules 2017 dengan kategori urban concept dengan jenis topologi yang digunakan yaitu hybrid type parallel, dimana type ini baik mesin berbahan bakar maupun listrik dapat menggerakkan transmisi pada saat bersamaan, karena pada type ini masing-masing mesin terhubung ke transmisi secara independen dan selanjutnya transmisi akan menggerakkan roda. Dalam perancangan Kendaraan Prototype Hybrid Untuk Shell Eco Marathon ini meliputi rangka, sistem kemudi, sistem rem, dan body. Selain itu perlu juga diperhatikan dalam pemilihan komponen yang akan digunakan agar dalam proses maintenance agar mudah dalam mendapatkan spare part jika terjadi kerusakan. Maka penulis akan membahas perencanaan dan pembuatan untuk kendaraaan ini agar menghasilkan kendaraan yang nyaman dan berfungsi dengan baik.

Kata kunci: BBM, Hybrid, Shell Eco Marathon

Abstract

The vehicle is a means of transport that is used in everyday life used for private as well as public transport connections are used to. Because of the large number of vehicles in Indonesia led to a very high air pollution and causing the price of fuel (Fuel oil) become more expensive because of the large number of vehicles at the moment. Based on a problem that's been presented then the hybrid vehicles that are the surveyors laid out vehicles that use two power sources i.e. the fuel resources and sources of electrical power. For the design and the design of the prototype hybrid vehicles following the rules of the race on the Shell Eco Marathon Global Rules 2017 with an urban concept category with topological types used namely hybrid parallel type, where type is either machine-based fuel or electricity can move the transmission at the same time, because in this type of each machine is connected to the transmission independently and subsequent transmission will move the wheels. In the design of the Prototype Hybrid Vehicles To the Shell Eco Marathon includes chassis, brake system, steering system, and body. In addition it should be also noted in the selection of components to be used in order to be in the process of maintenance to be easy in getting spare parts in case of damage. Then the author will discuss the planning and making of this vehicle in order to produce vehicles that are comfortable and work well.

Keywords: fuel, Hybrid, the Shell Eco Marathon

1. Pendahuluan

Shell Eco Marathon (SEM) merupakan suatukompetisi ajang mobil international hemat BBM untuk mahasiswa. Pada ajang ini tiap tim harus merancang sebuah kendaraan yang mampu menempuh jarak yang sangat jauh dengan ketentuan menggunakan satu liter bahan bakar minyak. Selain itu ajang lomba ini berpotensi untuk menggali kreativitas dan potensi pada mahasiswa dalam efisiensi konsumsi bahan bakar dan mempedulikan pelestarian lingkungan terhadap polusi udara yang terjadi.

Dalam penghematan bahan bakar meliputi dari berat kendaraan yang terdiri dari rangka, body dan komponen lain yang terdapat pada kendaraan. Oleh sebab itu dirancanglah konsep rangka kendaraan dengan konsep urban, dimana rangka ini akan mempengaruhi dari berat kendaraan dan kecepatan dari kendaraan pada saat bergerak. Selain rangka digunakan juga sistem kemudi, sistem rem dengan

menggunakan rem cakram berjumlah 3 buah dengan 2 buah pada bagian depan dan 1 buah pada bagian belakang dan ukuran roda dan velg disesuaikan, dan juga body yang sesuai dengan model kendaraan yang akan dibuat.

Selain itu perlu juga diketahui dalam pemilihan part-part yang akan digunakan dalam perancangan harus disesuaikan dengan batasan-batasan/aturan yang sudah ada dalam regulasi untuk konsep urban dalam ajang kompetisi Shell sebagai penyelenggara eco marathon ini.

2. Metode Penelitian

2.1. Prosedur Penelltian Metodologi penelitian berisikan urutan langkah-

langkah sistematis yang dilakukan dalam penelitian. Dalam pelaksanaan suatu kegiatan penelitian, biasanya selalu diawali dengan penetapan tahapan penelitian. Berikut akan dijelaskan mengenai metode

M.Luqman, Agung D.S. Prosiding KNEP IX – 2018 ISSN 2338 – 414X

250

penelitian yang dilakukan dari awal penelitian hingga akhir, yang ditunjukkan pada gambar 1.

MULAI

STUDI PENDAHULUAN

STUDI LAPANGAN

STUDI LITERATUR

IDENTIFIKASI DAN PERUMUSAN

TUJUAN PENELITIAN

PEMBUATAN MODEL

PENGOLAHAN

PENGUJIAN MODEL

ANALISA DATA

PROSES MANUFAKTUR

KESIMPULAN

SELESAI

TIDAK

YA

Gambar 1. Flowchart Penelitian

3. Hasil dan Pembahasan

3.1 Desain Prototype Kendaraan Hybrid Dalam merancang hendaknya terlebih dahulu

mengetahui data-data perancangan yang akan dikerjakan. Sehingga proses perancangan dapat berlangsung dengan baik. Dalam hal ini perancangan dilakukan dengan merujuk pada dasar aturan rancangan kendaraan untuk mengikuti lomba Shell Eco Marathon pada kategori Urban Concept.

Desain model difungsikan untuk kendaraan jalan raya beraspal atau model kendaraan racing yang berawak satu orang sebagai pengemudi. Atas dasar pemikiran tersebut perancangan dilakukan dengan beberapa batasan-batasan tertentu yang disesuaikan dengan Basic Rules Shell Eco Marathon (Urban Concept). Maka kendaraan yang dirancang adalah prototype kendaraan hybrid.

Tabel 1. Perbandingan Desain Kendaraan

Parameter Ukuran Shell Eco

Marathon

Prototype Kendaraan

Hybrid

Tinggi Total Kendaraan 100-130

cm 121,6 cm

Lebar Total Kendaraan 120-130

cm 130 cm

Panjang Total Kendaraan

220-350 cm

317,8 cm

Jarak Sumbu Roda 120 cm (Min)

160,1 cm

Tinggi Kompartemen Pengemudi

80 cm (Min)

100 cm

Lebar Kompartemen Pengemudi

70 cm (Min)

90 cm

Jarak Terendah Kendaraan

Dengan Tanah (Full Load)

10 cm (Min)

14,7 cm

Berat Total Kendaraan 205 kg (Max)

190 kg

Radius Putar Kendaraan

6 m (Max) 6 m

Ukuran Roda Kendaraan

13 – 17 Inch

17 Inch

Lebar Ban 80 mm 80 mm

3.2 Hasil Analisis Chasis

Hasil analisis dan simulasi pada chasis prototype kendaraan hybrid terdiri dari stress (Von Mises), displacement dan safety factor. Dalam proses analisis dan simulasi selain bentuk model yang akan dianalisis serta beban yang dikenakan, diperlukan juga material yang digunakan pada perancangan chasis, untuk material yang digunakan yaitu baja kontruksi AISI 4140. Selain dari material posisi beban harus disesuaikan dengan kondisi dan rancangan design serta penempatan dari komponen-komponen kendaraan. Hal ini diharapkan agar terjadi pembagian beban kendaraan agar seimbang sehingga kendaraan diharapkan lebih stabil.

Tabel 2. Nilai & Posisi Beban Pada Rangka Prototype Kendaraan Hybrid

Jenis beban Nilai

Beban Posisi Beban

Beban baterai dan komponen

lainnya

24,525 N

Beban Pengemudi

147,15 N

Beban Motor Matic

85,8375 N

Beban Motor Listrik

36,787 N

Beban Body 147,15

N

M.Luqman, Agung D.S. Prosiding KNEP IX – 2018 ISSN 2338 – 414X

251

Total Beban Keseluruhan

441,445 N

3.3 Menampilkan Von Mises Stress Tegangan Von Mises yang terjadi akibat beban yang terdapat pada chasis. Seperti terlihat pada gambar dibawah ini dimana hasil tegangan (von mises stress) maksimum ditunjukkan dengan warna merah sebesar 1,3 x 107 N/m2 dan tegangan (von mises stress) minimum ditunjukkan dengan warna biru sebesar 9.1 x 102 N/m2 dengan beban yang diberikan ke lima permukaan yang berbeda-beda. Jika dilihat dari hasil analisis konsentrasi beban berada pada sekitar dudukan motor bakar dan motor listrik dimana titik beban dengan jumlah beban cukup besar untuk area yang tidak terlalu besar. Jika dibandingkan dengan beban pengemudi dan beban body yang area bebannya lebih terdistribusi secara merata.

Gambar 2. Tampilan Von Mises Stress Berdasarkan Hasil simulasi software pada chasis dengan material baja kontruksi AISI 4140. Ketika chasis diberi beban pada lima titik yang berbeda maka von mises max yang diterima oleh chasis adalah sebesar 1.3 x 107 N/m2. Untuk mengetahui material ini digunakan aman dilihat dari nilai yield strength dari material baja kontruksi AISI 4140 adalah sebesar 4.17 x 108 N/m2. Nilai yield strength dapat diartikan batas maksimal sebuah material, sedangkan hasil simulasi masih dibawah dari nilai yield strength, maka material ini aman untuk digunakan.

3.4 Menampilkan Displacement Displacement atau pergerakan yang terjadi akibat

beban yang terdapat pada rangka dengan posisi nilai terbesar berada pada tengah tengah rangka. Seperti terlihat pada gambar dibawah ini yang warna biru merupakan nilai displacement minimum sedangkan nilai displacement maksimum berwarna kuning kemerahan sebesar 10 mm. Dengan posisi displacement yang berada ditengah rangka berarti dapat disimpulkan beban pada rangka terdistribusi secara baik. sehingga keseimbangan kendaraan pada beban maksimal berada di tengah kendaraan.

Gambar 3. Tampilan Displacement

3.5 Menghitung Faktor Keamanan Perhitungan faktor keamanan Rangka Prototype

Kendaraan hybrid

Faktor keamanan ( ) =

Dimana : Sy = Yield stress

Untuk material rangka prototype kendaraanhybrid, Yield stressdiketahuisebesar 4.17 x 108 N/m2

σe = Tegangan Von Mises maksimum Pada analisa rangka prototype kendaraan hybrid, tegangan Von Mises stress diketahui sebesar 1,3 x 107 N/m2

Maka : ( ) = = = 3.21

3.6 Sistem Kemudi Pada Kendaraan Dalam merencanakan suatu sistem kemudi ada

beberapa ketentuan–ketentuan yang harus dimiliki pada sistem kemudi yaitu : 1. Dapat digunakan sebagai pengendali arah

kendaraan untuk segala jenis belokan dan dalamsegala kecepatan.

2. Dapat menjamin serta menjaga kestabilankendaraan pada segala jenis gerakan belok dandalam segala kecepatan.

3. Tidak membutuhkan tenaga yang besar daripengemudi untuk menggerakkan danmengendalikan arah roda kemudi.

Tidak membahayakan pengemudi jika terjadi kecelakaan pada kendaraan. Pada pembahasan sistem kemudi kendaraan dimodelkan sebagai benda kaku dimana pengaruh suspensi diabaikan. Model yang dibahas bertujuan untuk menunjukan pengaruh dari sifat–sifat ban, letak pusat massa, kecepatan laju kendaraan, dan mengarah pada kestabilan suatu kendaraan.

Gambar 4. Sudut Belok Yang Diperlukan

α: 430

M.Luqman, Agung D.S. Prosiding KNEP IX – 2018 ISSN 2338 – 414X

252

Sudut yang diperlukan untuk belok adalah α = 43°, Oleh karena itu panjang poros roda depan harus memiliki panjang 2.1 cm.

3.6.1 Sudut Belok Sudut belok adalah gerakan kritis yang

menunjukkan kualitas kestabilan dari kendaraan. Sudut belok harus dihitung agar dapat mengetahui seberapa besar ban mampu berbelok.

Gambar 5. Sudut Belok Sistem Kemudi

Untuk menghitung sudut belok menggunakan rumus :

0= tan -1 i= tan -1

Dimana : L = 1601 mm = 1.601 m R = 6 m ( radius sudut belok batas maksimum ) t = 1102 mm = 1.102 m Sudut belok maksimal dari kendaraan 430 Maka :

0= tan -1

0= tan -1

= 13.490

0= tan -1

0= tan -1

= 16.330

Gambar 6. Sistem Kemudi

3.7 Gaya Traksi Kendaraan Untuk menentukan gaya traksi maksimum suatu

tumpuan ban dengan kondisi jalan dapat ditentukan dari koefisien adhesi jalan dan parameter berat kendaraan.

Tabel 3. Koefisien Adhesi Jalan

Surface Peak Sliding

Value Value ( μ ) Asphalt and

Concrete (dry) 0.8 – 0.9 0.75

Asphalt ( wet ) 0.5 – 0.7 0.45 – 0.6Concrete ( wet ) 0.8 0.7

Gravel 0.6 0.55Earth Road ( dry ) 0.68 0.65 Earth Road ( wet ) 0.55 0.4 – 0.5

Snow ( hard – packed )

0.2 0.15

Ice 0.1 0.07

Tabel 4. Tahanan Rolling

Jenis Jalan fr ( nilai rata – rata )

Asphalt hotmix dan beton cor

Kondisi bagus 0.014 – 0.018 Kondisi halus 0.018 – 0.020

Jalan paving blok 0.023 – 0.030 Jalan berbatu 0.020 – 0.025

Jalan tanah Kering 0.025 – 0.035 Becek 0.050 – 0.15

Jalan berpasir 0.10 – 0.30 Jalan bersalju 0.07 – 1.10

Diketahui : G = Gaya gravitasi ( 9,81 ) W = Massa total kendaraan ( 190 kg ) Fx = Gaya traksi kendaraan

= Koefisien adhesi jalan fr = Tahanan rolling ( 0.016) μ = 0.75 maka :

Fxmaks = 210 N

3.7.1 Analisa Perancangan Rem Persamaan umum untuk sistem pengereman

menurut Hukum Newton II untuk sumbu x. Persamaannya dapat dilihat di bawah ini : ∑ F = m .a Frem – Fx = m.a Frem = Fx + m.a V = Vo – a.t Dimana : a = Perlambatan linier ( m/s2 ) Vo = Kecepatan awal ( m/s ) V = Kecepatan akhir ( m/s ) t = Waktu perlambatan ( s ) Frem = Gaya pengereman ( N ) Sehingga jika Vo = 40 km/jam = 11,12 m/s

V = 0 m/s t = 5 s

V = Vo – a . t

a =

a = 2.224 m/s2

Frem = Fx + m . a

M.Luqman, Agung D.S. Prosiding KNEP IX – 2018 ISSN 2338 – 414X

253

= 632 N

3.7.2 Perhitungan Rem cakram Untuk menentukan besar torsi dan gaya normal

rem cakram, dapat dipergunakan persamaan-persamaan berikut ini :

Gambar 7. Disk Brake

Dimana : μ = Koefisien gesek rem (0,14 - 0,27) r o = Jari – jari luar (0.18 m) r i = Jari – jari dalam ( 0.059 m) T = Torsi Fn = Gaya normal (1238 N) Maka :

T = 40 Nm

Gambar 8. Rem Cakram

Pada sistem pengereman menggunakan sistem rem cakram dengan menggunakan 2 piston dikarenakan pada sistem ini kinerja dari rem lebih pakem, pendinginan lebih baik dan sistemnya terbuka sehingga memudahkan dalam proses maintenance.

3.8 Perhitungan Poros As Roda Belakang Dalam melakukan perhitungan maka ditentukan

terlebih dahulu beban pada bagian belakang seperti terlihat pada gambar dibawah ini :

Gambar 9. Ilustrasi Pembagian Beban pada rangka prototype kendaraan hybrid

Setelah dilakukan perhitungan didapatkan hasil beban yang di terima di roda depan adalah 63.8 kg dan roda belakang adalah 126.2 kg. Pada poros belakang roda menggunakan material AISI 4130 diameter 25 mm dengan spesifikasi sebagai berikut:

Tabel 5. Karakteristik Material AISI 4130 Property Value Unit

Elastic Modulus 205000 N/mm2 Poisson's Ratio 0.285 N/A Shear Modulus 80000 N/mm2 Mass Density 7850 kg/m3 Tensile Strength 731 N/mm2

Compressive Strength N/mm2 Yield Strength 460 N/mm2

Thermal Expansion Coefficient

/K

Thermal Conductivity 42.7 W/(m·K)Specific Heat 477 J/(kg·K)Material Damping Ratio N/A

Gambar 10. Poros As Roda Belakang

3.9 Analisa Bantalan Roda Belakang Bantalan yang dipakai adalah pillow blok dengan

nomor UCP 205 16. Data tentang bantalan yang digunakan :

Gambar 11. Bantalan Kode Nomor UCP 205 Dimensi bantalan: d = 25 ( mm ) D = 34,1 ( mm ) b = 14,3 ( mm ) C = 1550 ( kg ) Jari – jari roda belakang, R = 240 mm = 0.24 m Koefisien gesek antara ban dengan jalan, μs = 0.75 Untuk bantalan UCP 205 didapat P = 72.128 N Kondisi kerja : Kecepatan kendaraan : 40 km/jam = 11.12 m/s Putaran roda, n didapat dari :

n = 295 (rpm)

3.10 Pemilihan Model / Topology Hybrid Model tipe hybrid dari prototype kendaraan yang

akan dibuat adalah menggunahan hybrid tipe parallel. Dengan sistem penggerak kendaraan motor bensin dan motor listrik terpisah dan dihubungkan dengan rantai penggerak ke poros roda belakang.

M.Luqman, Agung D.S. Prosiding KNEP IX – 2018 ISSN 2338 – 414X

254

Gambar 12. Model Sistem Penggerak Prototype Kendaraan Hybrid Tipe Parallel

3.11 Pemilihan Ban dan Velg Pada perancangan ini yang dipakai adalah ban

tube dikarenakan tahan benturan, harga lebih terjangkau, bisa dipakai di velg ruji dan velg balok,

sedangkan untuk velg mengunakan velg ruji karena ringan, lebih kuat, bisa disetel rujinya dan lentur.

Gambar 13. Velg Ruji dan Ban Tube

Gambar 14. Desain Prototype Kendaraan Hybrid

3.12 Hasil analisis Body Prototype Kendaraan Hybrid

Hasil aplikasi run solver yang dipakai adalah flow simulation yang terdapat di Solidworks 2012. Dibawah ini gambar hasil run solver dengan konfigurasi meshing kecepatan dan tekanan.

Gambar 15. Cut Plot Tekanan (Pressure) dengan Kecepatan 11.12 m/s

Pada kecepatan angin 11.12 m/s di dapat gambar tekanan yang dihasilkan pada analisis, terdapat tekanan yang tinggi pada bagian ujung depan body yang bisa di lihat pada gambar 4.10 yang berwarna kemerahan dengan nilai tekanan maksimal yang terdapat pada color bar adalah sebesar 101382,47 Pa. Sedangkan tekanan rata-rata yang diterima adalah sekitar 101317,19 Pa ditunjukan pada area berwarna biru kehijauan.

Gambar 16. Cut Plot Kecepatan (Velocity) dengan Kecepatan 11.12 m/s

Pada kecepatan simulasi kendaraan sebesar 11.12 m/s di dapatkan gambar kecepatan yang dihasilkan pada analisis, terdapat aliran udara yang tinggi pada bagian atas body yang bisa di lihat pada gambar 4.11 terlihat warna merah dengan nilai kecepatan maksimal aliran udara yang bersinggungan dengan body kendaraan sebesar 13,151 m/s sedangkan nilai rata-rata kecepatan aliran udaranya adalah 8,768 m/s dengan area berwarna kuning.

a. Pressure b. VelocityGambar 17. Bentuk Aliran (Flow Trajectories)

dengan Kecepatan 11.12 m/s Flow Trajection, berfungsi untuk melihat tampilan

hasil simulasi berupa animasi aliran udara yang terjadi disekitar body Prototype Kendaraan Hybrid kendaraan disebabkan karena permukaannya yamg memiliki lekukan dan terjadi aerodinamis pada bagian body.

4. Simpulan

M.Luqman, Agung D.S. Prosiding KNEP IX – 2018 ISSN 2338 – 414X

255

Dari perancangan yang dilakukan, maka didapatkan sistim kemudi dengan menggunakan Pada desain prototype kendaraan hybrid sistem steering yang dipakai menggunakan part dari kendaraan umum, yaitu Steering Rack/Column model untuk gokart/buggy, serta batang steering. Sedangkan untuk rem, menggunakan disk brake dengan 2 piston. Untuk model sistem penggerak prototype kendaraan hybrid menggunakan tipe parallel. Untuk roda, menggunakan ukuran Standard Nasional Indonesia (SNI) yaitu ban berukuran 250 x17 dan velg berukuran 17inch.

Ucapan Terima Kasih Dalam menyelesaikan hasil karya tulis ini, penulis

menghadapi kendala dan hambatan dikarenakan kemampuan dan pengetahuan penulis yang masih sangat terbatas. Namun berkat bimbingan dan dorongan dari berbagai pihak, maka penulisan ini dapat terselesaikan dengan baik. Untuk itu dengan penuh rasa hormat penulis mengucapkan rasa terima kasih kepada semua pihak yang telah banyak membantu, diantaranya :

1. Prof. Dr. E.S. Margianti, SE., MM. selakuRektor Universitas Gunadarma.

2. Dr. Tubagus Maulana Kusuma, S.Kom.,M.Eng.Sc.. selaku Direktur Program PascaSarjana Universitas Gunadarma.

3. Dr.-Ing. Mohamad Yamin, selaku KetuaJurusan Program Magister Teknik MesinUniversitas Gunadarma.

4. Dr. RR. Sri Poernomo Sari, ST., MT. selakuketua jurusan Program Sarjana Teknik MesinUniversitas Gunadarma.

5. Seluruh rekan Lab Car dan Gamtek sertakeluarga yang tidak dapat penulis sebutkan,terima kasih banyak atas dukungannyaselama ini.

Daftar Pustaka [1] Sularso. MSME. Ir, Kiyokatsu Suga, Dasar

Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin, PT. Pradnya Paramita: Jakarta. , 1997.

[2] Jensen, A. And Chenoweth, harry H., Applied Strenghth of Material, fourth edition., McGraw-Hill inc., 1983.

[3] Juvinall, Robert C., and Marshek, Kurt M Fundamental of Machine Component Design. New York: John Wiley & Sons, Inc., 2000.

[4] Olson, M. Reuben. And Wright, J. Steven., Dasar – Dasar Mekanika Fluida Teknik, Edisi Kelima,Cetakan 1, Penerbit PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta., 1993.

[5] Autonomie., Dassault Systèmes SolidWorks Corporation, a Dassault Systèmes S.A. company, 175 Wyman Street, Waltham, Mass. 02451 USA. 2015.

[6] Streeter. Victor L, Benjamin Wylie, E, Mekanika Fluida, Edisi delapan, Jilid 2, Erlangga, Jakarta, 1992.

Muhammad Luqman menyelesaikan pendidikan S1 Teknik Mesin di Universitas Gunadarma pada tahun 2014. Pendidikan magister Teknik Mesin diselesaikan di Universitas Gunadarma pada tahun 2017 dengan area riset tentang manufacture, Engineering Design and Analysis.

Saat ini bekerja sebagai dosen di Jurusan Teknik Mesin Universitas Gunadarma. Bidang penelitian yang tertarik adalah manufacture, Engineering Design and Analysis.

Agung Dwi Sapto menyelesaikan pendidikan S1 Teknik Mesin di Universitas Gunadarma pada tahun 2009. Pendidikan magister Teknik Mesin diselesaikan di Universitas Gunadarma pada tahun 2014 dengan area riset tentang manufacture, Engineering Design and Analysis..

Saat ini bekerja sebagai dosen di Jurusan Teknik Mesin Universitas Gunadarma. Bidang penelitian yang tertarik adalah manufacture, Engineering Design and Analysis.