Oleh :Chandra Setiyawan

2111 106 026

Dosen pembimbing :Yohanes ST., M.Sc.

NIP. 198006272012121003

PERANCANGAN DAN PEMODELAN RASIO DESAIN

PLANETARY GEAR UNTUK MENGETAHUI

RASIO TRANSMISI DAN PERUBAHAN

PUTARAN GENERATOR

Latar belakang

Alat transportasi massal

Jarak tempuh halte pendek

Massa bus besar

Massa Kendaraan

Massa kendaraan penuh = 27900 kg

Flywheel hybrids

• Flywheel hibrids merupakan tipe kendaraan yang menggunakan flywheel untuk menyimpan dan melepas energinya.

Flywheel discharge

Pengine < Proda penggerak

Waktu (detik)

Kec

.roda

pen

gger

akK

ec.fl

ywhe

el

Perumusan masalah1. Bagaimana menentukan kebutuhan rasio transmisi planetary gear

dari flywheel ke roda penggerak pada kondisi discharge

2. Bagaimana menentukan rasio desain planetary gear (rasio ring

gear dan sun gear) yang memenuhi rentang rasio transmisi yang

diperoleh dari hasil rumusan masalah pertama

3. Bagaimana mengetahui perubahan putaran dan torsi generator

yang digunakan untuk mengatur rasio transmisi planetary gear

Tujuan Tugas Akhir1. Menentukan kebutuhan rasio transmisi planetary gear dari flywheel

ke roda penggerak

2. Merancang rasio desain planetary gear pada Bus Tranjakarta

3. Mengetahui perubahan putaran dan torsi generator yang

digunakan untuk mengatur rasio transmisi planetary gear

Batasan Masalah1. Putaran engine sesuai dengan driving cycle Bus Transjakarta

2. Transfer energi kondisi charging flywheel hanya dari engine

3. Inersia semua komponen diabaikan kecuali flywheel

4. Tidak ada losses pada sistem

5. Generator yang digunakan dapat menyesuaikan kebutuhan

Dasar Teori• Continously Variable Transmission(CVT) adalah transmisi dengan

kecepatan rasio yang dapat bervariasi terus-menerus.

Jenis-jenis CVT

VDP Cone CVT Toroidal CVT

Planetary gear set

Ring Gear

Sun GearCarrier

Persamaan kecepatan planetary gear

cs

rs

sr

rs

r

NN

N

NN

N

Dimana : Nr = Jumlah gigi ring gear

Ns = Jumlah gigi sun gear

ωr = Kecepatan sudut ring gear (rad/s)

ωs = Kecepatan sudut sun gear (rad/s)

ωc = Kecepatan sudut carier gear (rad/s)

MetodologiMulai

Observasi Lapangan

Studi Literatur

Identifikasi Permasalahan

Perancangan rasio planetary gear

Pemodelan rasio planetary gear

Rasio terpenuhi

Analisa hasil

Kesimpulan & saran

Ya

Selesai

Tidak

Flowchart

Perhitungan Kebutuhan Rasio Transmisi Planetary Gear

1. Selisih kebutuhan daya penggerak dan engine

P(flywheel)discharge = Proda penggerak – Pengine

Gambar 3.3 Blok diagram daya flywheel discharge (watt)

Waktu (detik)

Day

a(w

att)

Day

a(w

att)

P(flywheel)discharge = 340 kw

2. Energi yang dilepaskan flywheel

ΔE=∫t dischargeΔP(t) dt

Gambar 3.4 Blok diagram energi flywheel yang dilepas (Nm)

Waktu (detik)

Ener

gi(N

m)

E=1 M joule

3. Perubahan putaran flywheel akibat pelepasan energi

Gambar 3.5 Blok diagram perubahan flywheel (rpm)

Waktu (detik)

Puta

ran

flyw

heel

(rpm

)

260x

n

n flywheel = (11000-1600)rpm

4. Rasio transmisi planetary gear

Gambar 3.6 Blok diagram rasio transmisi planetary

Waktu (detik)

Ras

iotra

nsm

isi

Rasio transmisi maksimum =10

Rasio transmisi minimum = 0.8

Menentukan rasio desain planetary gear

o Pengaruh putaran generator terhadap rasio desain planetary gearP

utar

ange

nera

tor (

rpm

)

Rasio desainRasio desain = Nr/Ns >1

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 1 2 3 4 5 6

Daya

(K

w)

Rasio desain

Daya ke penggerak

Daya

Pengaruh rasio desain terhadap daya ke penggerak (watt)

Rasio desain Daya ke penggerak

(Kw)

2 2753 3084 3295 339

o Pengaruh hasil daya ke penggerak

sr

rflywheelring

NN

NxTT

rakrodapenggeringakodapengger xTP ker

Perubahan putaran generator

Gambar 3.7 Blok diagram putaran generator (rpm)

Waktu (detik)

Pu

tara

n g

en

era

tor

(rp

m)

50900 -350 rpm

Perubahan torsi generator

Gambar 3.8 Blok diagram torsi generator (Nm)

Waktu (detik)

To

rsi (N

m)

370 Nm

Kinerja transmisi daya ke roda penggerak

Waktu (dtk)

Day

a(W

att)

Roda penggerak ----------> 96%

Roda penggerak

Flywheel +engine

Engine

%100kerx

P

PPersentase

flywheel

akodapengger % = (329/340)x100% = 96%

Kesimpulan

o Perubahan rasio tranmisi planetary gear maksimum sampai minimum didapat 10-0.8.

o Rasio desain planetary gear yang digunakan adalah 4 dengan pertimbangan hasil

daya ke penggerak besar serta putaran yang didapat searah dengan putaran awal atau

tanpa berbalik putaran .

o Perubahan kecepatan generator untuk mengatur rasio transmisi planetary gear

sebesar 10-0.8 adalah (50900-350)rpm. Perubahan torsi yang dialirkan ke

generator sebesar 370 Nm.

• TERIMAKASIH