Diese Präsentation wurde erfolgreich gemeldet.
Wir verwenden Ihre LinkedIn Profilangaben und Informationen zu Ihren Aktivitäten, um Anzeigen zu personalisieren und Ihnen relevantere Inhalte anzuzeigen. Sie können Ihre Anzeigeneinstellungen jederzeit ändern.

Teknologi Penghemat BBM Otomotif

2.892 Aufrufe

Veröffentlicht am

Teknik memanfaatkan tenaga terbuang untuk menghemat BBM pada kendaraan darat motor bakar

Veröffentlicht in: Automobil, Technologie, Business

Teknologi Penghemat BBM Otomotif

  1. 1. Memanfaatkan Tenaga Terbuang pada Otomotif Oleh: Deru Sudibyo
  2. 2. Pembukaan <ul><li>Ini adalah gagasan tentang fitur inovasi teknologi untuk kendaraan darat. </li></ul><ul><li>Pada saat berkendara, catu BBM tidak merata </li></ul><ul><ul><li>Pada saat mempercepat laju, catu BBM meningkat </li></ul></ul><ul><ul><li>Pada saat laju konstan, catu BBM hanya sekedar untuk mempertahankan laju dari beban gesekan </li></ul></ul><ul><ul><li>Pada saat memperlambat laju, catu BBM minimal dan tenaga mesin tidak digunakan. Yang dimanfaatkan justeru hambatan kompresinya untuk menahan putaran transmisi. </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Kompresi mesin kadang tidak mampu menghambat laju secara efektif pada saat kendaraan melaju dengan kecepatan tertentu (tinggi) untuk bobot kendaraan tertentu. </li></ul></ul></ul><ul><li>Pada saat berjalan menurun, catu BBM diminimalkan agar laju putaran transmisi ditahan oleh kompresi mesin. Untuk bobot kendaraan tertentu, kompresi mesin tidak mampu menahan percepatan, sehingga harus dibantu dengan rem. </li></ul>
  3. 3. Menghambat Laju Kendaraan <ul><li>Melepas pedal gas </li></ul><ul><ul><li>Biasanya hanya untuk mengurangi laju </li></ul></ul><ul><li>Menginjak pedal rem </li></ul><ul><ul><li>Serta merta melepas pedal gas </li></ul></ul><ul><ul><li>Biasanya untuk menghentikan kendaraan </li></ul></ul><ul><ul><li>Kadang untuk mengurangi laju manakala melepas pedal gas dianggap belum cukup </li></ul></ul>
  4. 4. Menghambat Laju Kendaraan (cont’d) <ul><li>Melepas pedal gas </li></ul><ul><ul><li>RPM mesin menurun karena suplai BBM menurun, sehingga langkah kompresinya menghambat RPM transmisi yang efeknya mengekang putaran roda. </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Mesin tetap hidup sehingga tetap terjadi pembakaran dan konsumsi BBM, tetapi tenaga yang dihasilkan tidak dimanfaatkan, justeru untuk menghambat. </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Untuk kendaraan yang sedang melaju kencang atau berjalan menurun apalagi bobotnya berat, maka putaran mesin terbawa putaran transmisi dan efek hambatan lebih kecil. </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Mesin tetap hidup dan tetap mengkonsumsi BBM, tenaga yg dihasilkan hanya untuk menghambat putaran roda, tetapi pengaruh hambatannya kecil. Ini menunjukan betapa energi potensial yang terakumulasi saat kendaraan melaju cukup besar dan mampu mengalahkan tahanan kompresi mesin. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Dalam situasi ini rem harus diaktifkan untuk mengekang putaran roda. </li></ul></ul></ul>
  5. 5. Menghambat Laju Kendaraan (cont’d) <ul><li>Menginjak rem (dan melepas pedal gas) </li></ul><ul><ul><li>Karena pedal gas dilepas, RPM mesin menurun sehingga langkah kompresinya membantu menghambat putaran transmisi/roda. </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Mesin tetap hidup sehingga tetap terjadi pembakaran dan konsumsi BBM, tetapi tenaga yang dihasilkan tidak dimanfaatkan, justeru untuk menghambat. </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Karena rem aktif maka hambatan utama adalah pengekangan roda. </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Proses penghambatan lebih efektif </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Untuk kendaraan yg sedang melaju kencang dan rem aktif mendadak, kadang daya dorong bobot kendaraan memaksa kendaraan bergerak maju meskipun rodanya berhenti. Ini menunjukan betapa energi potensial yang terakumulasi saat kendaraan melaju cukup besar dan mampu mengalahkan tahanan gesekan antara roda dan medan jalan. </li></ul></ul></ul>
  6. 6. Tenaga Terbuang <ul><li>Menghambat laju dengan kompresi mesin (melepas pedal gas) adalah membuang tenaga sebesar kompresi mesin dan BBM yg dikonsumsi (meskipun minimal). </li></ul><ul><li>Menghambat laju dengan rem adalah membuang membuang tenaga sebesar kompresi mesin dan BBM yg dikonsumsi ditambah daya dorong kendaraan yg tak tertahan oleh kompresi mesin. </li></ul><ul><li>Makin sering kita menghambat laju, makin banyak tenaga terbuang percuma, makin tidak efisien kita berkendara. </li></ul><ul><li>Bagi yang tinggal di pegunungan, tentu hal itu lebih sering. Bahkan bisa jadi 50% jarak yang ditempuh adalah penahanan atau pengurangan laju kendaraan karena berjalan menurun. </li></ul>
  7. 7. Tenaga Terbuang (cont’d) <ul><li>Tenaga dibuang percuma manakala: </li></ul><ul><ul><li>Laju dihambat untuk menyesuaikan arus maupun akan berhenti. </li></ul></ul><ul><ul><li>Percepatan ditiadakan untuk menjaga laju tetap dalam keadaan berjalan menurun. </li></ul></ul><ul><li>Tenaga yang terbuang adalah: </li></ul><ul><ul><li>Hasil pembakaran BBM </li></ul></ul><ul><ul><li>Usaha pengereman </li></ul></ul><ul><ul><li>Daya dorong bobot kendaraan </li></ul></ul>
  8. 8. Tenaga Terbuang (cont’d) <ul><li>Jeep hitam harus menguras tenaga untuk melawan tanjakan. </li></ul><ul><li>Jeep merah justeru sebaliknya, harus mengekangnya agar lajunya tetap, tidak terbawa tajamnya turunan. </li></ul>
  9. 9. Mengurangi Laju <ul><li>Ketika mengurangi laju di jalan datar, tenaga yg terbuang: </li></ul><ul><ul><li>Tenaga mesin (M) </li></ul></ul><ul><ul><li>Daya dorong kendaraan (B) </li></ul></ul><ul><li>Besarnya tenaga untuk menghambat H = B + M </li></ul>H M B
  10. 10. Menghambat Grafitasi <ul><li>Ketika menghambat percepatan grafitasi di jalan menurun, tenaga yang terbuang: </li></ul><ul><ul><li>Tenaga mesin (M) </li></ul></ul><ul><ul><li>Daya dorong kendaraan (B) </li></ul></ul><ul><ul><li>Bobot kendaraan (G) </li></ul></ul><ul><li>Besarnya tenaga untuk menghambat H = B + M + G sin  </li></ul>H G B M 
  11. 11. Memanfaatkan Tenaga Terbuang <ul><li>Ketimbang terbuang, kenapa tidak dimanfaatkan? Caranya: </li></ul><ul><ul><li>Menghambat dengan pembangkit tenaga cadangan dalam bentuk yang layak. </li></ul></ul><ul><li>Kendala: </li></ul><ul><ul><li>Jika laju harus menurun, maka pembangkit tenaga harus dibantu rem. </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Sehingga tetap ada tenaga terbuang. </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Tenaga yang dibangkitkan tidak bisa langsung digunakan, sehingga harus disimpan. </li></ul></ul>
  12. 12. Menghambat dengan Pembangkit <ul><li>Mengingat tenaga hasil konversi tenaga mesin, daya dorong dan bobot kendaraan tsb harus disimpan, maka teknik yang paling mudah berupa: </li></ul><ul><ul><li>Muatan batere </li></ul></ul><ul><ul><li>Tabung bertekanan (udara atau vacuum) </li></ul></ul><ul><li>Untuk itu maka diperlukan: </li></ul><ul><ul><li>Pembangkit listrik </li></ul></ul><ul><ul><li>Pembangkit tekanan </li></ul></ul>
  13. 13. Pembangkit Listrik Cadangan <ul><li>Pembangkit listrik ini mirip dengan pembangkit listrik yang sudah ada pada kendaraan, terdiri dari: </li></ul><ul><ul><li>Dynamo alternator berkapasitas besar </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Makin besar kapasitasnya makin besar pula kemampuannya menggantikan rem </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Sabuk pemutarnya harus sesuai dengan kapasitasnya </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Baterei cadangan berkapasitas besar </li></ul></ul><ul><ul><li>Kabel B penghubung alternator dan batere </li></ul></ul><ul><ul><li>Kabel S yang dihubungkan dengan switch yang dipasang pada pedal rem maupun pedal gas </li></ul></ul><ul><ul><li>Baterei cadangan dihubungkan dengan baterei utama melalui dioda untuk mencegah arus balik </li></ul></ul>
  14. 14. Pembangkit Listrik Cadangan (cont’d) Alternator 1 Alternator 2 Baterei utama Baterei cadangan Kunci kontak Switch pedal gas Switch pedal rem relay dioda Kabel B Kabel B
  15. 15. Pembangkit Tekanan <ul><li>Tekanan yang diproduksi bisa udara yang dimampatkan (positif) vacuum (negatif), tergantung keperluannya. </li></ul><ul><ul><li>Tekanan positif lebih nyata manfaatnya untuk menaikkan kompresi pembakaran mesin </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Sesuai dengan topik pembahasan ini tentang pengelolaan tenaga, maka tekanan positif lebih dianjurkan. </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Tekanan negatif hanya dimanfaatkan memperkuat peralatan vacuum yang sudah ada, seperti booster rem dan idle-up AC. </li></ul></ul><ul><ul><li>Pompa dibuat sedemikian rupa hanya melakukan kompresi pada saat alternator cadangan diaktifkan. Teknisnya bisa disambung langsung dg alternator cadangan dan diaktifkan saat kabel S dialiri arus. </li></ul></ul>
  16. 16. Pembangkit Tekanan (cont’d) pompa Tanki penyimpan tekanan
  17. 17. Proses Pembangkitan <ul><li>Kabel S alternator cadangan dihubungkan ke baterei cadangan melalui relay yg mendapat arus dari baterei utama. </li></ul><ul><li>Relay diatur dengan 2 switch paralel pada kabel massa. </li></ul><ul><li>Switch tersebut ON manakala pedal rem di injak atau pedal gas dilepas. </li></ul><ul><ul><li>Pembangkit hanya aktif manakala kendaraan masih dalam keadaan berjalan. </li></ul></ul><ul><ul><li>Untuk pedal rem, pembangkit hanya bekerja manakala injakan pedal tidak penuh. </li></ul></ul><ul><li>Pembangkit juga dibatasi oleh minimum RPM mesin yg memungkinkan, jangan sampai mesin mati karena kekurangan tenaga. </li></ul>
  18. 18. Paket Pembangkit <ul><li>Pembangkit cadangan bisa dibuat paket terpisah atau menjadi satu paket dengan pembangkit utama. </li></ul><ul><li>Karena tujuannya mirip rem untuk menahan atau mengurangi laju, maka kapasitas pembangkit cadangan harus cukup besar agar tahanannya bisa dirasakan. Sehingga tenaga yg diakumulasi juga cukup besar meskipun kerja sesaat. </li></ul><ul><li>Yang harus dipertimbangkan adalah: </li></ul><ul><ul><li>Volume ruangan yg diperlukan </li></ul></ul><ul><ul><li>Transfer tenaga kepada pembangkit cadangan </li></ul></ul><ul><ul><li>Kemudahan perawatan </li></ul></ul><ul><ul><li>Resiko dampak kerusakan </li></ul></ul>Pembangkit utama Pembangkit cadangan
  19. 19. Paket Pembangkit (cont’d) <ul><li>Volume ruang yg diperlukan </li></ul><ul><ul><li>Ruang untuk pembangkit cadangan listrik dan tekanan </li></ul></ul><ul><ul><li>Ruang untuk baterei cadangan </li></ul></ul><ul><ul><li>Ruang untuk tanki tekanan </li></ul></ul>
  20. 20. Paket Pembangkit (cont’d) <ul><li>Transfer tenaga kepada pembangkit cadangan </li></ul><ul><ul><li>Melalui pulley poros dengan sabuk yg cukup kuat. </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Butuh ruangan di kompartemen mesin </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Melalui gigi penghubung poros dg pompa injeksi. Ini hanya ada pada mesin diesel teknologi tua. </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Butuh ruangan di kompartemen mesin bagian bawah </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Melalui cangkokan pada transmisi </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Hanya memungkinkan untuk transmisi yg memiliki fitur “power take-off” (PTO) – biasanya pada kendaraan 4WD </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Melalui kopel cardan baik dengan sabuk, rantai atau gigi. </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Untuk as kopel yg sudah terbagi statik dan fleksibel lebih mudah. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Untuk as kopel yg belum terbagi, hanya mungkin untuk as kopel yg panjang, untuk dibagi 2, statik dan fleksibel. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Pulley atau gigi dipasang pada bagian kopel statik. </li></ul></ul></ul>
  21. 21. Paket Pembangkit (cont’d) <ul><li>Kemudahan perawatan </li></ul><ul><ul><li>Penempatan harus mempertimbangkan kemudahan bongkar pasang paket pembangkit tersebut. </li></ul></ul><ul><ul><li>Penempatan juga harus mempertimbangkan dampaknya untuk bongkar pasang peralatan lain di sekitar paket. </li></ul></ul>
  22. 22. Paket Pembangkit (cont’d) <ul><li>Resiko dampak kerusakan </li></ul><ul><ul><li>Karena paket pembangkit cadangan ini hanya sarana tambahan, maka jika rusak tidak boleh berdampak pada gangguan fungsi kendaraan secara keseluruhan. </li></ul></ul>
  23. 23. Kapasitas Akumulator <ul><li>Kapasitas baterei </li></ul><ul><ul><li>Karena kapasitas pembangkit cukup besar maka muatan listrik yg diakumulasi juga besar meskipun aktif sesaat. Baterei harus mampu mengakumulasi terus menerus saat kendaraan berjalan menurun yg cukup panjang. </li></ul></ul><ul><ul><li>Pada saat baterei penuh, maka pembangkit cadangan berhenti bekerja. Akibatnya penghambatan hanya mengandalkan rem. Ini merupakan tantangan pengembangan teknologi ke depan agar tekanan rem otomatis bertambah manakala akumulator penuh. Sebelum teknologi tsb ditemukan, maka harus ada “alert” agar pengendara menambah injakan rem. </li></ul></ul>
  24. 24. Kapasitas Akumulator (cont’d) <ul><li>Kapasitas tanki tekanan </li></ul><ul><ul><li>Karena kapasitas pembangkit tekanan cukup besar maka tekanan yg diakumulasi juga besar meskipun aktif sesaat. Tanki harus mampu mengakumulasi terus menerus saat kendaraan berjalan menurun yg cukup panjang. </li></ul></ul><ul><ul><li>Pada saat tanki penuh, maka pembangkit tekanan berhenti bekerja. Akibatnya penghambatan hanya mengandalkan hambatan alternator cadangan dan rem. Sebelum teknologi pengatur rem ditemukan, maka harus ada “alert” agar pengendara menyesuaikan injakan rem. </li></ul></ul>
  25. 25. Efisiensi <ul><li>Pada saat penghambatan hanya dengan kompresi mesin (lepas pedal gas), maka kompresi mesin membantu pembangkit menghambat laju. Dengan demikian kompresi mesin masih merupakan tenaga terbuang. </li></ul><ul><li>Pada saat penghambatan sudah dengan rem, maka lebih banyak lagi tenaga yg terbuang percuma, terutama dari daya dorong bobot kendaraan. </li></ul>
  26. 26. Meningkatkan Efisiensi <ul><li>Tahanan kompresi mesin sama sekali tidak digunakan </li></ul><ul><ul><li>Pembangkit harus diputar oleh transmisi, bukan mesin. </li></ul></ul><ul><ul><li>Pedal kopling diinjak pada saat pedal gas dilepas atau pedal rem diinjak, atau </li></ul></ul><ul><ul><li>Clutch otomatis bebas pada saat pedal gas dilepas atau pedal rem diinjak </li></ul></ul><ul><ul><li>Untuk jenis transmisi otomatik dibuat mekanisme temporary netral pada saat pedal rem diinjak atau pedal gas dilepas. </li></ul></ul>
  27. 27. Meningkatkan Efisiensi (cont’d) <ul><li>Rem hanya aktif pada kedalaman tertentu injakan pedal rem </li></ul><ul><ul><li>Tekniknya mudah, tetapi kebiasaan pengendara untuk menginjak rem langsung dalam membuatnya tidak efektif. </li></ul></ul><ul><ul><li>Tidak efektif untuk pengereman mendadak. </li></ul></ul>
  28. 28. Manfaat <ul><li>Memperingan kerja rem berarti memperpanjang umur rem dan meningkatkan keamanan dan kenyaman </li></ul><ul><li>Mengakumulasi tenaga dalam bentuk muatan baterei dan tekanan. </li></ul><ul><ul><li>Baterei cadangan secara terus menerus memberi suplai pada baterei utama (melalui dioda), akan memperingan kerja alternator utama yg dampaknya memperingan kerja mesin. </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Bila mungkin, seluruh komponen tambahan yang geraknya ditenagai oleh putaran mesin digantikan dengan motor elektrik, seperti pompa AC, pompa injektor dll. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Bila mungkin, untuk mesin diesel, bisa dipasang pemanas nozzle untuk mendapatkan pengkabutan lebih baik dan meningkatkan kompresi injeksi. </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Tanki tekanan dapat digunakan untuk meningkatkan kompresi pembakaran pada mesin (mirip turbocharger atau supercharger) manakala mesin memerlukan tenaga besar. </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Ini akan sangat terasa saat kendaraan melalui medan yg naik turun di pegunungan. Tekanan yg diakumulasi pada saat berjalan menurun dapat membantu untuk mendongkrak tenaga saat menanjak. </li></ul></ul></ul>
  29. 29. Kelemahan <ul><li>Kendaraan yg hanya beroperasi di medan datar dan macet atau berarus lalulintas konstan (merayap) tidak bisa memanfaatkan fitur ini. Sehingga </li></ul><ul><ul><li>Fitur ini kemungkinan tidak bisa didisain untuk jenis-jenis kendaraan kompak yang tidak memiliki kelebihan ruang. </li></ul></ul><ul><ul><li>Fitur ini hanya fitur pilihan untuk jenis-jenis kendaraan pribadi </li></ul></ul><ul><ul><li>Fitur ini hanya bisa menjadi standar untuk kendaraan angkut kelas berat seperti truk dan bus. </li></ul></ul><ul><ul><li>Untuk kendaraan offroad, paketnya harus tahan air. </li></ul></ul>
  30. 30. Riset yang Diperlukan <ul><li>Rekayasa paket pembangkit dan akumulator tenaga yang meliputi: </li></ul><ul><ul><li>Kapasitas pembangkit listrik cadangan dan pembangkit tekanan yang efektif untuk kelas-kelas kendaraan. </li></ul></ul><ul><ul><li>Teknik dan mekanisme pencangkokan pembangkit. </li></ul></ul><ul><ul><li>Teknik pengendalian yang ergonomik untuk kenyamanan pengoperasian. </li></ul></ul><ul><li>Kelayakan atas biaya extra bagi pemilik kendaraan yang menggunakan fitur ini. </li></ul><ul><ul><li>Efisiensi dan kenyamanan yang dihasilkan oleh fitur ini dibanding dengan harga dan biaya lainnya. </li></ul></ul><ul><li>Kemungkinan produksi masal untuk berbagai jenis kendaraan dan prioritasnya. </li></ul>
  31. 31. Pesan Penggagas <ul><li>Berbeda dengan kebanyakan tulisan saya, baik tentang IT, software maupun mekanika yang pada umumnya telah dicoba dan berhasil sebelum dipublikasikan. Kali ini masih murni gagasan belum pernah diujicoba. </li></ul><ul><li>Gagasan ini seharusnya tidak dipublikasikan karena sangat memungkinkan untuk dijadikan produk komersil dan saya pemilik tunggal hakcipta. Namun saya memerlukan sponsor untuk melanjutkan riset hingga terwujudnya karya intelektual yang nyata, maka saya publikasikan dengan harapan sampai kepada pihak-pihak yang saya anggap memungkinkan mensponsori. </li></ul><ul><li>Pembaca harus menghormati hak intelektual seseorang (saya) untuk tidak mempublikasikan atau memanfaatkan gagasan ini dalam bentuk dan situasi apapun tanpa seijin saya. </li></ul><ul><li>Bagi yang berminat mensponsori gagasan ini, silakan hubungi saya di 0812-110-6577 atau lewat email deru.sudibyo[AT]gmail.com. </li></ul>

×