LAPORAN PROGRAM PENELITIAN 2009 DAN RENCANA PROGRAM 2010

1. LAPORAN PROGRAM PENELITIAN 2009 DAN RENCANA PROGRAM 2010 BTMP-BPPT

2. Capaian Program Penelitian DIPA 2009 Rancang Bangun Engine PUNA Rancang Bangun Komponen Motor Bakar Uji Thrust Mesin WiSE Refrigerasi Absorpsi PLTP Turbin Uap

3. 1 RB Engine Puna (1) • Latar Belakang : • Mendukung TRM Rancang bangun pesawat PUNA • Produk prototipe nanti dimaksudkan sebagai mesin uji Laboratorium Propulsi yang juga dalam tahap perencanaan. • BTMP telah memiliki pengalaman dalam hal pengujian mesin dan kerjasama dengan industri komponen otomotif. Telah diidentifikasi bahwa beberapa industri lokal cukup potensial untuk mandiri dalam hal desain dan manufakturing, dan sangat antusias untuk kerjasama penelitian dengan BPPT. • Aplikasi pesawat tanpa awak telah diakui sangat strategis untuk keperluan surveilance, militer, dsb; sehingga penguasaan teknologi sistem propulsinya menduduki posisi yang sangat strategis untuk ketahanan dan kemandirian Nasional • Tujuan: • Kemandirian desain & manufakturing komponen-komponen mesin-mesin mikro-menengah, sehingga pengguna mesin Indonesia termasuk industri komponen lokal tidak tergantung kepada industri luar negeri dan prinsipal. • Menuju kemandirian dalam desain/ manufakturing mesin secara keseluruhan • Dana 2009: Rp 350 juta

4. Hasil RB Engine PUNA 2009 • Rancang bangun rig uji dan juga mesin serta komponen mesin. Mesin yang digunakan sebagai acuan: • Mesin 3 W 275 bikinan Modell Motoren (Uji Unjuk Kerja) • Mesin L 275 E bikinan Limbach (reverse engineering)

5. Hasil Kuantitatif • Data Spesifikasi mesin 3W275 dan Limbach L275E (lamp 2 ) • Kajian serta database komponen mesin Limbach L275E • Rig uji unjuk kerja untuk mesin 3W275 (selanjutnya bisa di modifikasi untuk uji mesin Limbach) • Gambar desain (basic desain) untuk mesin dan komponen mesin Limbach L275E.

6. Target yang belum terselesaikan • Uji unjuk kerja mesin 3 W 275 belum bisa dilakukan, karena kendala teknis: • Rig Uji dihubungkan ke mesin pada hub (digunakan untuk memasang propeller ). Hub sendiri dihubungkan dengan poros mesin menggunakan mur (bolt) yang sekaligus berfungsi sebagai centering untuk blade, ujung poros berbentuk konis, antara hub dan poros terdapat pasak (key) berbentuk setengah lingkaran. Sehingga kekuatan sambungan poros dan hub tergantung pada tekanan pada bidang kontak antar poros dan hub. Pasak hanya berfungsi sebagai penanda / penentu waktu pengapian. Apabila kekencangan mur pengikat hub kurang maka kekuatan sambungan hub dan poros berkurang, sehingga apabila terjadi impact (benturan) bisa mengakibatkan bergesernya posisi antara hub dan poros dan akan mematahkan pasak, hal ini mengakibatkan bergesernya waktu pengapian sehingga mesin tidak bisa menyala. Sebaliknya bila kekencangan mur terlalu besar akan mempermudah keausan ulir pada mur. • Matching antara dyno dengan mesin. Mesin piston untuk pesawat mikro seperti mesin 3W275 saat mulai beroperasi (menyala) sudah harus ada bebannya, dalam hal ini bila digunakan pada pesawat, bebannya adalah propeller nya. Di mana beban dari propeller adalah inersia propeller serta daya dorong yang di hasilkan propeller. Sementara pada pengujian di test cell yang mensimulasi beban adalah dynamometer, yang tidak bisa langsung memberikan secara langsung/ instan saat mesin menyala. Sehingga saat mesin dinyalakan, putaran mesin langsung naik ke putaran tinggi, untuk mengurangi masalah yang terjadi telah dilakukan upaya menambah flywheel dengan inersia sama dengan propeller yang biasa digunakan, akan tetapi belum bisa menyelesaikan masalah.

7. Struktur Organisasi Kerekayasaan

10. Detail Design Beberapa Komponen

11. 2 RB Komponen Motor Bakar (1) • Latar Belakang: • BTMP telah memiliki pengalaman dalam hal pengujian mesin dan kerjasama dengan industri komponen otomotif. • Beberapa industri lokal cukup potensial untuk mandiri dalam hal desain dan manufakturing, dan sangat antusias untuk kerjasama penelitian dengan BPPT. • Kerjasama antara BPPT dan industri akan saling menguntungkan karena disatu pihak BPPT memiliki kemampuan teoritis, simulation softwares, namun kurang memiliki kemampuan praktis dan manufakturing; dan sebaliknya pihak industri memiliki pengalaman praktis pada desain & manufakturing, namun kurang memahami dasar-dasar desain dan justifakisinya. • Tujuan: • Kemandirian desain & manufakturing komponen-komponen mesin otomotif, sehingga industri komponen lokal tidak tergantung kepada prinsipal., yang pada akhirnya menuju kemandirian dalam desain/ manufakturing mesin secara keseluruhan. • Penguasaan teknologi mesin yang efisien, dan beremisi rendah • DANA 2009: Rp. 700 juta

12. 2 RB Komponen Motor Bakar (2) Milestones: • Fasilitas: • ETC research engine • ETC commercial engine s/d 400 kW • Data akuisisi combustion analyser • Software design • Software simulasi

13. Progres & Status Terakhir Kegiatan • 1.Status Terakhir Kegiatan: • Pembuatan Prototype • 2.Hasil yang telah dicapai saat ini: • Simulasi CFD 4 desain piston mesin Diesel • Desain 4 piston mesin diesel • 3.Kegiatan yang segera dilaksanakan: • Pengujian prototype dan evaluasi hasil uji

14. Desain Piston

15. Hasil Simulasi CFD

16. Hasil Simulasi CFD

17. Simulasi CFD di dalam Silinder

18. Pengujian

19. Rencana Tindak Pemanfaatan • 1.MOU dengan PT. Tri Ratna: • Desain Piston • Optimasi Type Engine Baru • 2. Desain Piston Mesin Diesel, PT,FIM • 3.Perencanaan Program: • Desain Piston • Riset Combustion & Emisi • Optimasi Type Engine Baru • 4.Perencanaan Sumberdaya: • SDM • Fasilitas Pendukung (software, fasilitas uji etc)

20. Hasil Saat Ini • Telah dilakukan kerja sama riset dengan industri untuk komponen kendaraan roda dua, dengan output: • Desain manual piston • Kajian material • Simulasi aliran gas dalam ruang bakar • Analisa dinamis piston • Simulasi beban struktur & termal pada piston • Uji Ketahanan pada engine • Dalam hal mesin diesel juga telah dilakukan banyak pelayanan jasa terhadap industri untuk peningkatan performance mesin

21. Hasil Akhir Program • Output dari kegiatan kajian dan pengujian ini adalah: • Desain Piston dengan emisi rendah dan efisiensi tinggi • Prototipe Piston • Hasil pengujian (laporan) • Paper untuk diseminasi • Manfaat yang dapat diperoleh selain untuk penurunan emisi dan efisiensi energi (penghematan) yang dapat mengoptimalkan pemanfatan bahan bakar juga sebagai penguatan kompetensi dasar dari laboratorium motor bakar dan propulsi (BTMP-BPPT). Disamping itu hasil pengembangan teknologi diharapkan dapat diterapkan pada industri komponen dan industri otomotif.

23. Mitra Kerja

24. Hambatan • Dari pengalaman BTMP dalam menjalin mitra industri untuk kerjasama riset komponen motor bakar, hambatan terletak pada: • Focussing pekerjaan • Kontinuitas • Hal ini bisa diatasi dengan perencanaan program yang matang, pola manajemen yg baru (kerekayasaan di BPPT), dan dukungan penuh dari pemerintah

25. Kesimpulan • Program penelitian Rancang Bangun Komponen Motor Bakar mendesak untuk dilakukan dan berdampak sangat besar dalam rangka peningkatan daya saing industri dan kemandirian bangsa • BTMP siap melakukan program tersebut yang memang sudah menjadi core-competence BTMP

26. 3 Uji Mesin WiSE

27. Latar Belakang & Tujuan • Kapal WiSE (wing in surface effect) mempunyai prospek yang bagus untuk diterapkan menjadi salah satu mode tranportasi antar pulau, mengingat kelebihannya dalam hal kecepatan dan efisiensi bahan bakar. Kapal WiSE juga bisa dimanfaatkan untuk kapal patroli cepat atau untuk keperluan militer lainnya. • Bodi dan mesin kapal WiSE 2 seater generasi kedua dibuat sejak tahun 2007 dengan harapan berat bodi lebih ringan dan daya dorong sistem propulsi lebih besar, yang pada tahun 2008 sudah dalam tahap akhir pengujian. Sebagai lanjutan dari proyek tersebut, dilakukan pengembangan WISE 8 seater, dan diperlukan pengujian sistem propulsinya. • Tujuan • Peningkatan kemampuan rekayasa bidang motor bakar dan propulsi, peningkatan keahlian pengujian, • Mendapatkan karakteristik mesin kapal WISE yang diperlukan, dan mendapatkan data thrust sistem propulsi kapal WiSE. • Mendapatkan keyakinan tentang kemampuan cruising, manuver dan terbang kapal WISE, sehingga seluruh rencana desain dan keselamatan bisa terbukti. • DANA 2009: Rp 150 juta

28. 2.3 Uji Mesin WiSE (2) • 2008: telah dilakukan beberapa kegiatan yang menghasilkan kemampuan desain uji, pengetahuan umum tentang prinsip-prinsip hidrodinamika dan aerodinamika dan integrasinya dalam pembuatan prototipe dan testing. • 2009: Uji performance & Thrust mesin Chevy Wise 8-seater

29. 3 Milestones Uji Mesin WiSE • Fasilitas: • ETC research engine • ETC commercial engine s/d 400 kW

30. 4 RB Teknologi Refrigerasi Absorpsi

31. Latar Belakang: • Sistem refrigerasi absorpsi merupakan salah satu jenis peralatan yang dapat meningkatkan efisiensi pemakaian energi dengan menggunakan panas buang sebagai sumber energinya. • Peningkatan kemampuan rekayasa di bidang sistem refrigerasi absorpsi, merupakan tantangan yang sangat berguna untuk peningkatan keahlian manufaktur lokal. • Beberapa industri lokal cukup potensial untuk bekerja sama dengan BPPT dalam pengembangan manufakturing di bidang teknologi refrigerasi absorpsi. • DANA 2009: Rp 439.5 juta

32. ROADMAP TEKNOLOGI REFRIGERASI ABSORPSI Industri manufaktur refrigerasi absorpsi untuk gedung dan industri Industri manufaktur bidang refrigerasi absorpsi untuk skala kecil • Desain sistem refrigerasi absorpsi • Desain generator • Desain absorber • Protoipe A untuk skala kecil • Detil desain • Prototipe C untuk sistem refrigerasi kapal • Detail engineering • Sertifikasi • Reverse engineering • Pengujian • SOP & maintenance • Optimasi • Manufakturing • Pengujian • Optimasi • Manufakturing • Pengujian • Optimasi • Manufakturing • Pengujian • Optimasi Kajian aplikasi teknis Kajian optimasi aplikasi Pengadaan alat Implementasi refrigerasi absorpsi Studi Tekno-ekonomi Studi Market Kajian aplikasi teknis Kajian optimasi aplikasi Pengadaan alat Studi teknologi refrigerasi absorpsi Studi Tekno-ekonomi DANA : 1,0 M SDM : 1 Manajer program, 2 chief engineer, 8 peneliti Sarana : Pilot plant, alat2 uji. Mitra kerja : B2TE, B2TKS, manufakturer DANA : 300 juta SDM : 1 Manajer program, 1 chief engineer, 6 peneliti Sarana : Pilot plant, alat2 uji. Mitra kerja : manufakturer DANA : 439.5juta SDM : 1 Manajer program, 1 chief engineer, 8 peneliti Sarana : Pilot plant, alat2 uji. Mitra kerja : B2TE, B2TKS, manufakturer DANA : 4,0 M SDM : 1 Manajer program, 2 chief engineer, 20 peneliti Sarana : Pilot plant, alat2 uji. Mitra kerja : B2TE, B2TKS, manufakturer T. mesin = 14(2S3, 6S2,6S1) T. kimia = 3(1S3,1S2,1S1) T. listrik = 4(2S2,2S1) T. industri = 2(1S2,1S1) T. mesin = 5(2S3, 2S2,1S1) T. kimia = 2(1S3,1S2) T. listrik = 4(1S2,3S1) T. mesin = 5(2S3, 6S2) T. kimia = 1(1S2) T. listrik = 2(2S1) T. mesin = 5(2S3, 2S2,1S1) T. kimia = 2(1S3,1S2) T. listrik = 4(1S2,3S1)

33. Work Based Structure Chief Engineer CE : RA 2000 WP1 : Desain & Rancang Bangun WP2 : Pengujian & Analisa Sistem GL1 : RA 4000 GL2 : RA 5000 Refrigerasi Absorpsi 2009 Notes : TA 2009 : Dana : Rp 439.5 juta SDM : 13 org 2007 Program Director 2008 PD : RA 1000 2009 Program Manager 2010 2011- 2015 PM : RA 3000 - Asisten PM WP1.1 : Desain & RB unit kondenser, evaporator, absorber & penukar kalor WP2.1 : Kalibrasi alat ukur WP2.2 : Integrasi kelistrikan dan kontrol WP1.2 : Desain & RB sistem kontrol dan elektrik WP2.3 : Integrasi sistem mekanik WP1.3 : Desain & RB sistem mekanik WP2.4 : Pengujian dan Analisa

34. 5 RB Komponen PLTP Sistem Biner

35. Latar Belakang: • Sistem pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTP) sistem biner merupakan suatu teknologi energi baru dan terbarukan yang memanfaatkan panas buang brine untuk dipakai sebagai sumber panas dalam sistem pembangkit listrik sistem biner. • PLTP sistem Biner merupakan suatu teknologi pembangkit listrik yang peluang besar dalam pengembangannya ke depan. • Peningkatan kemampuan rekayasa di bidang PLTP sistem biner, merupakan tantangan yang sangat baik untuk peningkatan keahlian manufaktur lokal dimana beberapa industri lokal cukup potensial untuk bekerja sama dengan BPPT dalam pengembangan manufakturing di bidang PLTP sistem biner. • DANA 2009: Rp --- juta

36. TIWS

37. Study Air Quality JARI • Tujuan: menghitung tingkat emisi udara di Jakarta (dan selanjutnya kota2 besar lain di Indonesia) dengan cara siklus pengendaraan yang sesuai • Metoda: Akuisisi data kecepatan pada beberapa kendaraan selama periode tertentu; pengolahan data sehingga diperoleh siklus pengendaraan yg representative;

38. Anemometer

39. RUSNAS Engine SI 500 cc

40. RUSNAS Engine SI 500 cc • Uji Performance Engine EFI (pending) • Uji Performance Engine Karburator, beserta uji vibrasi dan Heat Release Rate Analysis

41. Performance Engine Rusnas 2006 14 12 Power (kW) 10 8 6 4 26/07/06 CAM1 11/11/06 CAM2 5 BTDC 12/11/06 CAM2 8 BTDC 2 12/11/06 CAM2 7 BTDC 0 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 Engine speed (rpm) 1 st 2 nd 3 rd 4 th 5 th 6 th 7 th YEAR MARKET  OVERVIEW PRODUCTION STUDY ENGINE DEVELOPMENT FREEZE DESIGN Versi durability 100 jam TEST AND EVALUATION DEVELOPMENT AND APPLICATION PROTOTYPING – FIRST FIRING 2008 DESIGN

42. Proto. Al Eng 500 cc- BBG Comm. Al Engine 500 cc Gasoline Euro 1-2 ( test & evaluation, durabiliy & endurance, trial production, performance improvement ) ROAD MAP RUSNAS ENGINE 6 2007 9 2010 1 2002 2 2003 3 2004 4 2005 5 2006 7 2008 10 2011 8 2009 YEAR MARKET Hybrid Engine Public Diesel Car Small Utility, City, Urban Car (SUCUC) SUCUC Euro 1-2 Engine maker TREND (TARGET) First Firing Engine Comp -Ferrous Comm. Hybrid Engine 500cc, 2 Cyl, Euro 3-4 Ems, EFI, CDI, SOHC, Aluminium Proto Diesel Engine PRODUCT Proto. Al Eng 500 cc- Gasol. Proto. Al EFI Eng 500 cc- Gasol. Engine Comp -Aluminium TECHNOLOGY PATHS Manufacturing Al Die Casting Diesel Combust Sys. Des. Al Grav. Casting Technology Combust Sys – Emission Reduct. Elect. & Mech. Synchro Control Hybrid Engin. Cast Iron Diesel E. Block Design Combust System Design Combust Sys & EFI Technology Diesel Combust & EDFI Cast Iron Casting for Diesel E. Comp Gravity Casting R&D Project High Swirl Air Impact ECS, Mech Syn. Contr. Hybrid Eng. Gasoline ECU ECU & EMS CDI Tech Diesel ECU & EMS Air Induct & High Swirl Air Impact Technology Gasoline Engine Al Paduan 500 cc Diesel Engine Hybrid Eng

43. WBS 20. Pengembangan Teknologi Produksi WP 22 . Optimasi Prestasi Engine EFI Engine Engine Karburator Re-Mapping di Dyno Hasil analisis setelah Durability 100 jam Penerapan hasil Evaluasi & Optimasi Engine ( variabel : geometri Piston ) Pemprograman EPROM Kerjasama dengan PT. EDICO (pabrik piston) Penggandaan ECU Uji Prestasi Aplikasi pada 5 Prototipe Running Engine

44. 6 Pengembangan Kemampuan Uji Turbin Uap

45. Latar Belakang: • Manufaktur Turbin uap merupakan suatu teknologi manufaktur yang belum sepenuhnya dikuasai manufaktur lokal. • Peluang manufaktur Turbin uap adalah besar dalam pengembangan teknologi pembangkit listrik tenaga uap (PLTU). • Peningkatan kemampuan manufaktur di bidang turbin uap, merupakan tantangan yang sangat baik untuk peningkatan keahlian manufaktur lokal dimana beberapa industri lokal cukup potensial untuk bekerja sama dengan BPPT dalam pengembangan manufakturing Turbin uap. • DANA 2009: Rp --- juta

46. Work Package WP : Pengembangan Kemampuan uji Performansi Turbin uap Leader: HW Turbin Uap 2009 Milestones: • Fasilitas: • SDM (expert) • Software desain HE • Workshop

47. Program Penelitian DIPA 2010 Rancang Bangun Sistem Propulsi PUNA Rancang Bangun Komponen Motor Bakar Otomotif Bus Gandeng: Mesin CNG & Komponennya Refrigerasi Absorpsi PLTP Turbin Uap Otomasi Pabrik Baja Air Quality Study JARI

48. SISTEM INOVASI NASIONAL invensi inovasi difusi Demand: pengguna mesin diesel stationer (alat mesin pertanian, IKM/UKM dll) Sistem Politik Sistem Industri Sistem Pendidikan dan Litbang RISTEK BPPT-PTM PT TRI RATNA DIESEL Depperind Pusat Desain Depperind PT. FIM BPPT - BTMP KLH Supra- dan Infrastruktur Khusus Standar dan Norma Dukungan Inovasi dan Bisnis HKI dan Informasi Framework Conditions Kondisi Umum dan Lingkungan Kebijakan pada Tataran Internasional, Pemerintah Nasional, Pemerintah Provinsi, dan Pemerintah Kabupaten/Kota • Kebijakan Ekonomi • Kebijakan perdagangan • Kebijakan persaingan Kebijakan Industri/ Sektoral Kebijakan Keuangan • Budaya • Sikap dan nilai • Keterbukaan terhadap pembelajaran dan perubahan • Kecenderungan terhadap Inovasi dan kewirausahaan • Mobilitas Kebijakan Promosi & Investasi Infrastruktur Umum/ Dasar Alamiah SDA (Natural Endowment) Catatan : RPT = Riset dan Pengembangan Teknologi (Research and Technology Development) PPBT = Perusahaan Pemula (Baru) Berbasis Teknologi.

49. Tujuan & Sasaran • Tujuan: • Menghasilkan desain komponen motor bakar yang bisa menurunkan emisi dan meningkatkan efisiensi (menurunkan konsumsi bahan bakar spesifik) terutama untuk penggunaan bahan bakar nabati. • Sasaran: • Teknologi piston yang menghasilkan emisi rendah dan konsumsi bahan bakar spesifik yang rendah

50. Luaran (output) • Desain komponen Motor Bakar dng efisiensi yang lebih baik dan emisi yang lebih rendah. Untuk tahun 2009, dimulai dari komponen piston mesin diesel • Prototipe piston dengan efisiensi yang lebih baik dan emisi yang lebih rendah • Manual Desain • Laporan Hasil Uji • Paper