PENGEMBANGAN HYDRAULIC REGENERATIVE SHOCK ABSORBER

Muchamad Eko Jayadilaga2110106021

LATAR BELAKANG

Hanya 10-16 % dari energi yang dihasilkan engine yang digunakan untukmenggerakkan kendaraan. Sisanya terbuang dalam bentuk panas dan getaran.

Dalam satu dekade ini telah dikembangkan shock absorber yang bisamemulihkan energi terbuang dan mengubahnya menjadi energi listrik.

Rumusan Masalah

Bagaimana mengembangkan alat regenerative shock absorber dan sekaligus dapat mengganti regenerative shock absorber frictional yang telah dikembangkan dan menciptakan alat yang mampu memanen energi listrik dari gerak osilatif kendaraan.

Bagaimana menentukan metode regeneratif energi tanpamerubah karakteristik redaman dari shock absorber.

Bagaimana karakteristik redaman dan energi listrik bangkitandari RSA ini.

Batasan Masalah

Suspensi kendaraan jenis sedan. Hidrolik-elektromagnetik ditentukan atau dipilih sebagai metode regenerasi

energi. Pemilihan impeller turbin berdasarkan pendekatan yaitu hanya menentukan

jumlah sudu, dan diameter pitch untuk mendapatkan dimensinya, dan tidakdilakukan analisa mendalam pada impeller turbin tersebut.

Impeller yang dipilih adalah impeller bentuk sederhana dengan mengacubentuk sudu turbin pelton.

Analisa meliputi voltase, daya bangkitan dan koefisien redaman. Sistem dianggap satu DOF, pada saat pengujian shock absorber tidak

menggunakan ban.

Tujuan Penelitian Mengembangkan prototipe regenerative shock absorber

dengan metode hydraulic-elektromagnetic. Menguji karakteristik redaman dan energi bangkitan dari

prototipe hydraulic regenerative shock absorber hasilrancang bangun.

Manfaat Penelitian

Hasil tugas akhir ini dapat dimanfaatkan sebagai acuanpenegembangan hydraulic regenerative shock absorber.

Membantu mahasiswa untuk lebih memahami konseppengembangan dan perancangan produk.

Penelitian Sebelumnya Regenerative Shock Absorber oleh Massachutes Institute of Technology,

Menggunakan Prinsip Hydraulic

Dari hasil pengujian, satu buah regenerative shock absorber ini mampumenghasilkan daya sebesar 200 Watt

Penelitian Sebelumnya Regenerative Shock Absorber oleh Prof.Lei Zuo dkk Linear Electromagnetic Absorber - Rotational Absorber

Prinsip Linear Electromagnetic Absorber adalah denganmenggunakan 2 tipe magnet yaitu axial dan radial.Magnet ini akan bergerak secara translasi mengikutigetaran yang terjadi pada kendaraan. Pada sisi yang lain,terdapat kumparan, yang bila terkena gerak translasiyang terjadi pada magnet akan menghasilkan energilistrik

Sedangkan pada Rotational Absorberprinsipnya adalah dengan mengubah geraktranslasi yang terjadi pada getaran kendaraanmenjadi gerak rotasi dengan menggunakansusunan roda gigi yang sedemikian rupa.

Pengembangan VERS oleh Mahasiswa Teknik Mesin ITS

VERS Generasi I menghasilkan tegangan maksimum sebesar 1,16 Volt dan kuat arusmaksimum sebesar 0,03 Ampere, daya 0,0348 Watt. VERS yang telah dibuat ini memiliki

kelemahan yaitu hanya mampu memanen energi ketika gerak translasi naik.

VERS Generasi II menghasilkan tegangan maksimum sebesar 10,6 Voltdan kuat arus maksimum sebesar 0,246 Ampere dan daya 2,61 Watt.Kekurangan dari Vers generasi II sama halnya dengan pendahulunya yanghanya mampu memanen energi ketika gerak translasi naik.

VERS generasi III ini dirancang sedemikian rupa sehingga dapat memanen energisecara kontinyu setiap terjadi gerakan translasi naik maupun turun, Hasil pengujian Versgenerasi III menghasilkan tegangan maksimum sebesar 25 volt dan kuat arus maksimumsebesar 0,28 Ampere dan daya 7,2 watt.

VERS generasi IV dikembangkan oleh Rian, dari hasil pengujian diperolehtegangan maksimal 1,364 Volt, kuat arus maksimal 3,2 Ampere dan daya 4,365Watt.

VERS generasi I dengan menggunakan prinsip hydraulic dikembangkan olehHasfin, dari hasil pengujian diperoleh tegangan maksimum 0,719 Volt, kuat arusmaksimal 7,913 mA dan daya 7,318 mW. VERS yang telah dibuat ini memilikikelemahan yaitu energi bangkitan yang dihasilkan masih terlalu kecil.

Teori Penunjang

mẍ + c (ẋ-ẏ) + k (x-y) = 0

mẍ + cẋ + kx = ky + cẏ

Displacement Transmissibility

Grafik pengaruh gaya redaman terhadapperpindahan dan kecepatan

MetodologiFlow Chart Penelitian

START

Kajian Pustaka

Perancangan mekanisme Hydraulic Regenerative Shock Absorber

Perancangan aliran fluida

A B

Pembuatan Hydraulic Regenerative Shock Absorber

Pengujian hydraulic regenerative shock absorber

Aman dan mampuberjalan sesuai

denganperencanaan

END

Analisa Data Hasil Pengujian

Kesimpulan

A B

Mekanisme Hydraulic Regenerative Shock Absorber

Konstruksi Keterangan :1. Hydraulic shock absorber

2. Check Valve 3. Generator4. Shaft5. Turbine6. Housing

6

5

1

2

4

3

Mekanisme Hydraulic Regenerative Shock Absorber

Prinsip Kerja

Skema mekanisme (a) pada saat ekspansi (b) pada saat kompresi

Keterangan :1. Hydraulic shock absorber2. Check Valve3. Generator4. Shaft5. Turbine

Pengujian Koefisien Redaman Hydraulic Regenerative Shock Absorber dengan Alat Uji PT. KYB

Pengujian Mekanisme Hydraulic RSA Dengan Eksitasi Impuls

Pengujian Mekanisme Hydraulic RSA Dengan Eksitasi Harmonik

Hydraulic regenerative shock absorber

Diameter : 50 mmTinggi : 600 mmStroke : 145 mm

Pengujian Koefisien Redaman HydraulicRSA Dengan Alat Uji PT. KAYABA

Hasil yang diperoleh dari pengujian ini berupa rebound forcedan compression force pada masing-masing kecepatan dan

perpindahan

Pengaruh gaya terhadap kecepatan rod

Hasil pengujian dan perhitungan Hydraulic RSA dari PT. KYB

Grafik pengaruh kecepatan terhadapkoefisien redaman

nilai koefisien redaman 3796.75 Ns/m

Pengaruh gaya terhadap perpindahan

Pengujian Mekanisme Hydraulic RSA denganEksitasi Impuls

Energi bangkitan dari pengujian eksitasi impulsditunjukkan pada gambar dibawah ini.

Respon sprung mass dan unsprung mass dengan eksitasiimpuls ditunjukkan gambar dibawah ini

Respon sprung mass dan unsprung mass dengan frekuensi 1 eksitasi impuls 𝜁 0.8

Respon sprung mass dan unsprung mass dengan frekuensi 2 eksitasi impuls 𝜁 0.8

Respon sprung mass dan unsprung mass dengan frekuensi 3 eksitasi impuls 𝜁 0.8

Pengujian Mekanisme Hydraulic RSA denganEksitasi Harmonik

Energi bangkitan dari pengujian eksitasi harmonikditunjukkan pada gambar dibawah ini.

Respon sprung mass dan unsprung mass dengan eksitasiharmonik ditunjukkan gambar dibawah ini

Respon sprung mass dan unsprung mass dengan frekuensi 1 eksitasi harmonik 𝜁 0.8

Respon sprung mass dan unsprung mass dengan frekuensi 2 eksitasi harmonik 𝜁 0.8

Respon sprung mass dan unsprung mass dengan frekuensi 3 eksitasi harmonik 𝜁 0.8

Kesimpulan Desain turbin yang digunakan adalah mengacu pada desain turbin pelton dengan bentuk lengkungan

pada sudunya. Jumlah sudu turbin yang digunakan adalah 12 buah dengan diameter 60 mm. Diameter nosel 4 mm. Saluran check valve digunakan untuk mengatur aliran fluida sebelum masuk pada sistem turbin. Dari pengujian koefisien redaman di PT. KAYABA didapatkan nilai koefisien redaman rata-rata

hydraulic regenerative shock absorber sebesar 3796.75 Ns/m. Nilai konstanta pegas 20000 N/m. Tegangan Hydraulic RSA meningkat menjadi 2.6 volt dari Hydraulic RSA generasi I. Energi bangkitan hydraulic regenerative shock absorber dengan koefisien redaman 3796.75 Ns/m

metode eksitasi impuls sebesar:

Energi bangkitan hydraulic regenerative shock absorber dengan koefisien redaman 3796.75 Ns/mmetode eksitasi harmonik sebesar: