Gaya Angkat Pesawat Terbang

 

Sejarah Pesawat terbangPesawat terbang yang lebih berat dari udara diterbangkan pertama kali oleh Wright Bersaudara (Orville Wright dan Wilbur Wright) dengan menggunakan pesawat rancangan sendiri yang dinamakan Flyer yang diluncurkan pada tahun 1903 di Amerika Serikat. Selain Wright bersaudara, tercatat beberapa penemu pesawat lain yang menemukan pesawat terbang antara lain Samuel F Cody yang melakukan aksinya di lapangan Fanborough, Inggris tahun 1910. Setelah zaman Wright, pesawat terbang banyak mengalami modifikasi baik dari rancang bangun, bentuk dan mesin pesawat untuk memenuhi kebutuhan transportasi udara.

Gaya Angkat

Gaya angkat dihasilkan oleh permukaan sayap yang dirancang agar tekanan udara di atas permukaan lebih kecil daripada di bagian bawah. Sedangkan gaya maju bekerja agar pesawat tetap berada di udara. Gaya maju ini menarik pesawat ke arah depan. Gaya maju ini diperoleh dari putaran baling-baling mesin atau dorongan mesin jet. Jadi, gaya maju dan gaya angkat akan bekerja bersamaan untuk menarik pesawat ke arah depan dan meninggalkan darat.

Suatu pernyataan da Vinci yang begitu visioner adalah metode separasi. Sekitar 1500 tahun yang lalu da Vinci telah mengemukakan bahwa untuk bisa terbang cukuplah dilakukan dengan sayap tetap dan memberinya gaya dorong. Hal ini didasari dari hasil pengamatannya dari teknik burung untuk terbang. Menurutnya, sayap burung terdiri dari dua bagian yang memiliki fungsi masing-masing. Bagian pangkal sayap burung yang relatif tetap (fixed) berfungsi membangkitkan gaya angkat. Sedangkan bagian ujung sayap burung berfungsi untuk mengepak dan membangkitkan gaya dorong. Separasi gaya menjadi gaya angkat dan gaya dorong inilah yang sampai sekarang dipakai untuk menciptakan mesin terbang.

Lalu bagaimana pesawat udara dapat terbang? Adalah suatu yang salah jika kita berfikir bahwa mesin (engine) lah menyebabkan pesawat dapat terbang. Pada dasarnya, sayap lah yang memberi gaya angkat yang dibutuhkan untuk terbang, sedangkan engine hanya memberi gaya dorong (thrust) untuk bengerak maju. Jadi, kesimpulan mudahnya adalah bahwa pesawat udara (bukan pesawat antarikasa) dapat terbang karena memiliki sayap.

Pertanyaan selanjutnya, bagaimana gaya angkat (lift) dapat terbangkit di sayap? Secara mudah dapat dijelaskan bahwa gaya angkat terbangkitkan karena ada perbedaan tekanan di permukaan atas dan permukaan bawah sayap. Bentuk airfoil sayap diciptakan sedemikian rupa agar tercipta

karakteristik aliran yang sesuai dengan keinginan. Singkatnya, gaya angkat akan ada jika tekanan dibawah permukaan sayap lebih tinggi dari tekanan diatas permukaan sayap. Perbedaan tekanan ini dapat terjadi karena perbedaan kecepatan aliran udara diatas dan dibawah permukaan sayap. Sesuai hukum Bernoulli semakin cepat kecepatan aliran maka tekanannya makin rendah. Besarnya gaya angkat yang dibangkitkan berbanding lurus dengan Luas permukaan sayap, kerapatan udara, kuadrat kecepatan, dan koefisien gaya angkat.

Jadi, untuk pesawat udara, engine berfungsi memberikan gaya dorong agar pesawat dapat bergerak maju. Akibat gerak maju pesawat maka terjadi gerakan relatif udara di permukaan sayap. Dengan bentuk geometri airfoil tertentu dan sudut serang sayap (angel of attack) tertentu maka akan menghasilkan suatu karakteristik aliran udara dipermukaan sayap yang kemudian akan menciptakan beda tekanan dipermukaan atas dan permukaan bawah sayap yang kemudian membangkitkan gaya angkat yang dibutuhkan untuk terbang.

Ada 4 gaya yang bekerja pada pesawat udara selama penerbangan yaitu Gaya angkat ( LIFT) atau gaya keatas, Gaya berat ( WEIGHT ) atau gaya kebawah, selanjutnya Gaya maju ( THRUST ) serta Gaya kebelakang ( DRAG ). Dua gaya berikut dapat mudah dipahami. Gaya berat ( WEIGHT ) bekerja menarik benda kembali ke bumi, sebagai contoh apabila kita melemparkan batu ke atas maka akan jatuh. Selanjutnya apabila kita mengendarai sepeda, maka terasa hambatan dari depan.

Gaya lain yang bekerja pada pesawat selama diudara yaitu LIFT dan THRUST yang keduanya merupakan kunci untuk penerbangan. Gaya-gaya tersebut oleh para perancang pesawat diperhitungkan untuk mengatasi DRAG dan WEIGHT. Gaya angkat ( LIFT ) dihasilkan oleh permukaan sayap yang dirancang agar tekanan udara diatas permukaan lebih kecil dari bagiah bawah. Gaya-gaya lain yang bekerja untuk menjaga agar pesawat tetap berada di udara yaitu THRUST. Gaya ini menarik pesawat kearah depan, biasanya gaya ini diperoleh dari putaran baling-baling ( PROPELLER ) mesin atau dorongan mesin jet. Gaya maju ( THRUST ) dan gaya angkat ( LIFT ) akan bekerja bersamaan untuk menarik pesawat kearah depan dan meninggalkan darat.

Komponen-komponen yang terdapat dalam Pesawat Terbang

SAYAPSebuah pesawat terbang memberikan gaya angkat yang dibutuhkan untuk terbang. Gaya angkat terjadi oleh aliran udara dari bagian depan di sekitar sayap. Kuncinya terletak pada bentuk dari sayap: yang melengkung pada bagian atas dan relatif rata pada bagian bawah. Ini artinya aliran udara yang melintas pada bagian atas berbeda dengan bagian bawah dari sayap.Saat udara menerpa bagian atas sayap, menyebabkan aliran melintas menjauhi sayap.Karena bentuk lengkungan pada sayap pada bagian atas menyebabkan daerah tekanan rendah tercipta. Perbedaan tekanan bagian atas dan bagian bawah akan menciptakan gaya angkat pada sayap.

MESIN JETUntuk bergerak ke depan melintasi udara pesawat terbang menggunakan daya dorong yang dihasilkan mesin. Hampir semua pesawat terbang komersial menggunakan mesin jet yang biasa disebut turbofans. Turbofans adalah salah satu dari keluarga mesin yang disebut mesin turbin

gas.Udara dingin dimasukan pada bagian depan dengan menggunakan sudu-sudu besar (biasanya berdiameter lebih dari 3 meter). Udara yang dimasukkan ke dalam mesin dan menekan ke luar dengan menghasilkan gaya dorong.Udara mengalir melalui sudut-sudut pada mesin yang biasa disebut kompresor.Kompresor menekan udara dan mengalir ke ruang pembakaran dengan menaikan tekanannya terlebih dahulu.Di dalam ruang pembakaran, udara dicampur dengan bahan bakar kemudian dibakar menyebabkan letupan yang terkendali.Panas yang terjadi pada ruang pembakaran menyebabkan adanya ekspansi termal yang sangat cepat dan keluar ke bagian belakang mesin. Saat keluar dari ruang pembakaran udara panas melintasi turbin menghasilkan gaya dorong. Turbin yang terhubung akan berputar agar kompresor dapat bekerja memasukan udara dingin pada bagian depan, sehingga proses tersebut dapat dilakukan berulang-ulang secara kontinu.

PENGENDALIPada saat terbang pilot harus mengubah bentuk sayap agar pesawat dapat dikendalikan. Untuk melakukan ini dia memakai bagian sayap yang dapat digerakan yang biasa disebut permukaan control. Ini akan mengubah perggerakan udara yang melintas pada permukaan sayap dan juga mengubah arah penerbangan.Untuk melakukan gerakan ke turun atau naik, tuas pilot menggerakan panel pada bagian ekor yang biasa disebut elevator. Jika tuas pilot digerakan ke belakang maka panel pada bagian depan elevator akan naik dan menyebabkan aliran udara menekan bagian ekor ke atas sehingga pesawat akan naik. Jika tuas pilot digerakan ke depan maka panel pada bagian depan elevator akan turun dan menyebabkan aliran udara menekan bagian ekor ke bawah sehingga pesawat akan turun. Untuk menggerakan pesawat agar pesawat miring terhadap permukaan bumi, pilot menggerakan panel pada bagian ujung dari sayap yang disebut ailerons. Untuk tuas pilot ke kiri akan menggerakan ailerons bagian kiri ke atas akan menyebabkan sayap sebelah kiri turun. Pada saat yang sama, ailerons pada sayap kanan bergerak ke bawah menyebabkan sayap sebelah kanan ke atas. Kombinasi dua gaya akan menyebabkan gerakan bidang pesawat miring terhadap permukaan bumi. Demikian pula, untuk kasus tuas pilot digerakan ke kanan akan meggerakan pesawat miring ke kanan terhadap permukaan bumi.Saat membelok, pilot juga menggunakan stabiliser vertikal pada bagian ekor pesawat.Saat belok ke kiri, stabiliser bergerak ke kiri.Bagian ekor ini berbentuk seperti sebuah sayap terletak pada vertikal terhadap bidang pesawat, yang dapat digerakan ke kanan dan ke kiri.Sehingga dapat membantu pembelokan pesawat ke kanan dan ke kiri.Saat melakukan take off bagian flaps membuat daerah permukaan sayap lebh besar dan lebih lengkung, sehingga memberikan daya angkat lebih pada sayap.

STABILITAS PESAWAT ATAU MODELStabilitas pesawat atau model adalah kemampuan untuk kembali ke posisi tertentu dalam suatu penerbangan ( setelah mendapat gangguan atau kondisi yang tidak normal ) . Pesawat atau model dapat menjadi stabil dalam keadaan tertentu dan tidak karena kondisi lainnya. Sebagai contoh suatu pesawat dapat stabil dalam keadaan terbang normal ( STRAIGHT and LEVEL ) tetapi menjadi tidak stabil dalam keadaan posisi terbang terbalik ( INVERTED FLIGHT ), demikian sebaliknya. Seringkali terjadi kerancuan antara stabilitas dengan keseimbangan ( BALANCE ) atau Trim. Pengujian keseimbangan dan trim dilakukan agar pesawat dapat mencapai kondisi yang stabil

yang berhubungan erat dengan faktor keselamatan.Untuk seorang aeromodeller, bagaimanapun dengan tingkat kehatian-hatian yang sangat tinggi dan baik dalam membuat suatu model, hasil akhir yang telah diselesaikan harus selalu diuji ulang tingkat presisi dan akurasinya, dan berarti pengujian Keseimbangan dan Alignment dilaksanakan sebelum model diterbangkan . Hal ini harus diterapkan untuk semua jenis, khususnya model terbang bebas ( Free Flight Model – F1 Classes ). Keseimbangan adalah hal yang paling penting, dan harus yang diperiksa pertama kali. Untuk model yang telah dipublikasikan atau model yang telah dijual dalam bentuk kit, biasanya titik keseimbangan ini diberi tanda dengan CG ( Centre of Gravity ). Cara yang paling mudah dan umum dilakukan untuk menguji keseimbangan adalah dengan memberi tanda pada bagian bawah kedua ujung sayap yang segaris dengan titik berat juga pada bagian depan dan belakang dari badan pesawat, kemudian angkat pesawat pada titik-titik tersebut dengan ujung jari. Apabila keseimbangan model berada pada posisi Horizontal, berarti titik keseimbangannya benar. Apa bila tidak, maka harus ditambahkan beban atau yang populer dengan Ballast di bagian depan ( Nose ) atau ekor ( Tail ) suatu model .Hal ini memiliki akurasi yang baik untuk berbagai tujuan, khususnya untuk model yang memiliki karatersitik perbedaan yang kecil dalam keseimbangan dan tidak merupakan hal yang kritis serta memiliki kondisi stabilitas yang dapat diatur ( Trim ). Untuk model yang memiliki ukuran yang lebih besar dan kebutuhan keseimbangan yang tinggi, hal tersebut tidak dapat diterapkan.Perlu diingat juga bahwa pengujian keseimbangan harus dilakukan untuk model dalam keadaan lengkap ( semua bagian terpasang ) dan siap terbang, walaupun bahan bakar tidak termasuk yang dihitung dalam model yang menggunakan mesin. Paling tidak keadaan ini memenuhi persyaratan dan memberikan gambaran seutuhnya mengenai keseimbangan.Umumnya model yang telah dibuat, posisi sayap ( WING ) dan horizontal stabilizer ( STABILO/ELEVATOR ) harus dicek. Saat ini kebanyakan modeller menggunakan pandangan ( SIGHTING by EYE ) untuk menentukan apakah posisi sayap dan stabilo membentuk sudut siku dengan badan pesawat ( FUSELAGE ), dianjurkan untuk menggunakan peralatan sebenarnya yang presisi dalam menentukan posisi tersebut. Sebagai contoh dapat digunakan jarum pentul dan benang. Jarum tersebut diletakkan di bagian depan ( NOSE ) dan belakang ( TAIL ). Kemudian ditarik benang dari pin bagian depan ke ujung ( TIP ) kanan dan kiri stabilo. Untuk sayap, ditarik benang dari pin belakang ke ujung sayap ( WING TIP ) kiri dan kanan. Melihat dari pesawat bagian belakang juga salah satu cara yang cukup efektif untuk menguji keseluruhan proses .Untuk memperbaiki kesalahan dalam apabila posisi sayap, badan dan bagian ekor tidak benar, maka yang pertama kali yang dilakukan cari yang salah. Pada kenyataannya apa bila terjadi kesalahan kecil pada sayap terhadap badan maka hal yang termudah adalah menyesuaikan posisi stabilo. Pengujian terbang dan trim dilakukan agar suatu model dapat terbang mulus dan aman. Penyesuaian yang baik dari seluruh komponen pesawat di gunakan untuk mencapai hasil yang terbaik dari kinerja pesawat model, khususnya model yang dirancang untuk berprestasi tinggi. Hal ini membutuhkan perhatian khusus, pengalaman yang baik dan know-how tentang model yang dibuat.

AERODINAMIKA PESAWAT TERBANGPada prinsipnya, pada saat pesawat mengudara, terdapat 4 gaya utama yang bekerja pada pesawat, yakni gaya dorong (thrust T), hambat (drag D), angkat (lift L), dan berat pesawat

(weight W). Pada saat pesawat sedang menjelajah (cruise) pada kecepatan dan ketinggian konstan, ke-4 gaya tersebut berada dalam kesetimbangan: T = D dan L = W. Sedangkan pada saat pesawat take off dan landing, terjadi akselerasi dan deselerasi yang dapat dijelaskan menggunakan Hukum II Newton (total gaya adalah sama dengan massa dikalikan dengan percepatan).Pada saat take off, pesawat mengalami akselerasi dalam arah horizontal dan vertikal. Pada saat ini, L harus lebih besar dari W, demikian juga T lebih besar dari D. Dengan demikian diperlukan daya mesin yang besar pada saat take off. Gagal take off bisa disebabkan karena kurangnya daya mesin (karena berbagai hal: kerusakan mekanik, human error, gangguan eksternal, dsb), ataupun gangguan pada sistem kontrol pesawat.

https://azizfahmirriza5.wordpress.com/2012/05/29/gaya-angkat-pesawat/

http://developmentsciencetechnology.blogspot.com/2012/12/fungsi-bearing-atau-bantalan-dan-cara.html#sthash.6gcMQy7X.dpbs

BEARING (BANTALAN) DAN FUNGSINYA

Sebagai Seorang Teknik Mesin, Tentunya kita sudah Mengetahui Apa Yang Dimaksud dengan Bearing (Bantalan). Tetapi, Tidak menutup kemungkinan Masih ada juga Teman-Teman Teknik yang belum mengetahuinya dan sekaligus saya juga ingin memberi tahukan tentang Bearing (Bantalan) ini Kepada Siapa saja yang ingin Mengetahuinya. Bearing adalah alat yang memungkinkan terjadinya pergerakan relatif antara dua bagian dari alat atau mesin, biasanya gerakan angular atau linear. Dengan adanya Bearing, gesekan antara dua bagian tersebut menjadi sangat minim dibandingkan tanpa bearing.Sebagai Contoh :Coba kamu bayangkan sebuah Kincir Angin dengan pangkalnya yang berbentuk melingkar. Pangkalnya itu juga harus ditopang oleh benda yang berbentuk melingkar mengelilinginya. Jika tanpa Bearing, pangkalnya akan bergesekan dengan penopangnya sehingga menghambat putaran Kincir. Dengan Bearing, gesekan itu bisa menjadi minim sehingga kincir bisa berputar dengan minim sekali gesekan, bahkan hampir tidak ada.

Letak Bearing bisa di mana saja tergantung alat dan Mesin yang memanfaatkan bearing tersebut dan jenis bearingnya. Salah satu jenis bearing adalah Bearing Freewheel, yang ada di Sepeda. Mungkin kamu tidak menyadarinya, ketika kamu mengayuh Pedal Sepeda ke arah depan, Sprocket Pedal akan menarik rantai sepeda, tapi ketika dikayuh kebelakang, sprocket pedal tidak menarik rantai sehingga sepeda tidak mundur ke belakang.

Sedangkan Untuk Fungsi Bearing (Bantalan) tersebut Adalah :

Untuk mengurangi koefisien gesekan antara as dan rumahnya. Menjadikan as dan rumahnya tidak aus karena tidak bergesekan langsung tapi melalui

bearing. Mempermudah maintenance peralatan yang berputar.

Memper murah biaya pembuatan as ( as tidak perlu dibuat dari baja kwalitas tinggi) Menjadikan alat yang berputar heavy duty dan mengurangi waktu perawatan.

CARA PEMASANGAN BEARING (BANTALAN) 

Persiapan Sebelum Pemasangan Bearing (Bantalan)1.1. Permukaan tempat dudukan Bearing. Pertama-tama bersihkan setiap tonjolan tajam (burrs), serpihan metal (cutting chips), karat (rust) atau kotoran debu (dirt) dari permukaan tempat dudukan bearing. Pemasangan dapat dilakukan dengan mudah jika permukaan yang sudah bersih tersebut dilapisi dengan sedikit oli.

1.2. Peralatan untuk memasang Bearing.Pastikan bahwa semua pressing blocks, driving plates, hammers dan peralatan pemasangan yang lainnya dalam kondisi bersih, bebas dari tonjolan (burrs), dan ukuran nya benar.

1.3. Jangan membuka Bearing sebelum bearing tersebut siap untuk dipasang.

Serpihan debu maupun kotoran lain yang masuk kedalam bearing sebelum dan selama pemasangan dapat menyebabkan noise dan vibration saat bearing bekerja.

1.4. Jangan melakukan modifikasi apapun terhadap bearing Bearings dibuat dengan toleransi yang sangat ketat untuk memenuhi tingkat akurasi yang tinggi. Sehingga, penting sekali untuk memperhatikan secara khusus terhadap hal-hal yang harus diperhatikan dalam menangani bearing.

http://bejopardede.blogspot.com/2013/12/fungsi-dan-cara-kerja-transmisi-manual.html

Fungsi dan Cara Kerja trans misi manual dan Komponen komponennya Fungsi dan Cara Kerja transmisi manual dan Komponen komponennya

1) Prinsip Kerja Transmisi

Transmisi manual dan komponen-komponennya yang akan dibahas dalam modul ini adalah yang dipergunakan pada kendaraan bermotor. Transmisi manual dan komponen-komponennya merupakan bagian dari sistem pemindah tenaga dari sebuah kendaraan, yaitu sistem yang berfungsi mengatur tingkat kecepatan dalam proses pemindahan tenaga dari sumber tenaga (mesin) ke roda kendaraan (pemakai/peng-gunaan tenaga).

Sistem pemindah tenaga secara garis besar terdiri dari Unit kopling, transmisi, defrensial, poros dan roda kendaraan. Sementara Posisi transmisi manual dan komponennya, terletak pada ujung depan sesudah unit kopling dari sistem pemindah tenaga pada kendaraan. Fungsi transmisi adalah untuk mengatur perbedaan putaran antara putaran mesin (memalui unit kopling) dengan putaran poros yang keluar dari transmisi. Pengaturan putara ini dimaksudkan agar kendaraan mampu bergerak sesuai dengan beban dan kecepatan kendaraan

Posisi transmisi manual pada kendaraan secara skema dapat dilihat pada gambar 1 berikut ini.

Gambar Posisi transmisi manual pada kendaraan

Rangkaian pemindahan tenaga berawal dari sumber tenaga (Engine) kesisitem pemindah tenaga, yaitu masuk ke unit kopling (Clutch) diteruskan ketransmisi (Gear Box) ke propeller shaft dan keroda melalui defrensial (Final Drive). Konsep kerja transmisi manual dapat dijelaskan melalui gambar 2 dan 3 berikut.

Gambar Prinsip Kerja menggunakan konsep momen

Berdasarkan gambar 2 tersebut, dapat dilihat perbedaan antara keduanya. Gambar pertama seseorang mendorong mobil ditanjakan secara langsung, sementara gambar kedua menggunakan tongkat pengungkit. Melihat kondisi tersebut, manakah diantara keduanya yang lebih ringan?. Jawabnya tentu dia yang menggunakan pengungkit, sebab pada posisi pertama gaya dorong secara langsung, sementara posisi kedua menggunakan transfer momen melalui tongkat. Semakin panjang lengan, maka tenaga yang dikeluarkan untuk mendorong kendaraan akan semakin ringan.

Konsep dasar di atas kemudian dipergunakan dalam membuat desain transmisi, dimana lengan pengungkit tersebut diterapkan pada diameter roda gigi. Sehingga transmisi kendaraan juga disebut dengan gear box atau kotak roda gigi, karena komponen utama transmisi adalah roda gigi. Konsep pemindahan tenaga melalui roda gigi, seperti terlihat pada gambar 3 berikut ini.

Gambar Konsep pemindahan tenaga melalui roda gigi

Gambar 3 (a) menggambarkan lengan pengungkit sederhana. Pada kodisi seimbang persamaannya M x l = m x 4l artinya massa m yang hanya ¼ M dapat mengangkat M. Hal ini menunjukan bahwa dengan gaya yang kecil dapat mengangkat massa yang beratnya 4 kali lipat, karena digunakannya sistem lengan pengungkit.

Gambar 3 (b), menunjukkan bagaimana dua piringan dipergunakan sebagai lengan pengungkit. Pada contoh tersebut massa yang digantungkan pada poros C akan mengangkat beban yang ada pada poros D. Rangkaian ini mungkin dapat dipergunakan untuk memahami konsep kerja transmisi, mesin dihubungkan ke poros C, dan yang ke roda dihubungkan ke D. Apabila diameter piringan B dibuat tiga kali piringan A, maka momen yang dihasilkan tiga kali lipat. Namun bila perbandingan giginya (gear ratio) 2 : 1, maka roda gigi A berputar dua kali, sedangkan roda gigi B berputar 1 kali. Momen pada roda gigi A ½ dari roda gigi B, atau gaya angkatnya akan setengah dari beban yang diangkat.

2) Macam-macam Roda gigi

Roda gigi/Gears adalah roda yang terbuat dari besi yang mempunyai gerigi pada permukaannya. Bentuk gigi dibuat sedemikian rupa hingga dapat bekerja secara berpasangan dan setiap pasangan terdapat sebuah roda gigi yang menggerakkan (driving gear) dan sebuah roda gigi yang digerakkan (driven gear).

Suatu kelompok/kumpulan roda gigi dengan komponen lain membentuk suatu sistem transmisi dalam suatu kendaraan, mereka terletak dalam suatu wadah yang disebut transmission case, atau kadang juga disebut gear box.

Beberapa macam desain roda gigi yang dipergunakan pada transmisi adalah:

Gambar Macam-macam roda gigi

a). Roda gigi jenis Spur – bentuk giginya lurus sejajar dengan poros, dipergunakan untuk roda gigi geser atau yang bisa digeser (Sliding mesh).

b). Roda gigi jenis Helical – bentuk giginya miring terhadap poros, dipergunakan untuk roda gigi tetap atau yang tidak bisa digeser (Constant mesh dan synchro-mesh).

c). Roda gigi jenis Double Helical – bentuk giginya dobel miring terhadap poros, dipergunakan untuk roda gigi tetap atau yang tidak bisa digeser (Constant mesh dan synchro-mesh).

d). Roda gigi jenis Epicyclic – bentuk giginya lurus atau miring terhadap poros, dipergunakan untuk roda gigi yang tidak tetap kedudukan titik porosnya (Constant mesh).

3) Konsep kerja transmisi

Seperti telah dikemukakan di atas, transmisi pada kendaraan terdiri dari berbagai bentuk roda gigi, ada yang sistem tetap ada yang digeser (slidingmesh). Berikut ini akan dicoba dijelaskan konsep kerja masing-masing.

a) Transmisi dengan roda gigi geser

Roda gigi pada poros input yaitu berasal dari kopling, dipasang mati. Sedangkan roda gigi yang dipasang pada poros output dipasang geser/sliding. Roda gigi yang digunakan untuk model ini tentunya jenis spur. Perhatikan pada gambar 5 berikut ini.

Gambar Transmisi Sliding Gear

Posisi Netral, setiap transmisi mempunyai posisi ini dimana putaran poros input tidak dipindahkan keporos output. Posisi ini digunakan saat berhenti atau yang lainnya dimana sedang tidak memerlukan tenaga mesin. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut, maka kedua roda gigi pada poros output (C & D) digeser agar tidak berhubungan dengan roda gigi dari poros input (A & B).

Posisi gigi 1, digunakan untuk menggerakan kendaraan pertama kali. Kondisi ini memerlukan momen yang besar gerakan pelan, maka roda gigi pemutar (Driver) harus yang lebih kecil (A) memutar roda gigi yang lebih besar (D). Sehingga roda gigi pada poros output yang dihubungkan deengan roda gigi yang sebelah kiri, sementara yang sebelah kanan tidak berhubungan. Seperti terlihat pada gambar 6 berikut ini.

Gambar Posisi gigi 1

Posisi gigi 2, pada posisi ini tentunya kendaraan sudah bergerak sehingga momennya tidak begitu besar dibandingkan dengan saat posisi gigi 1. komposisi roda gigi pada posisi gigi kedua ini roda gigi D digeser sampai tidak berhubungan dengan roda gigi A, dan roda gigi C digeser kekiri agar berhubungan dengan roda gigi B. Dengan demikian, putaran poros input dipindahkan melalui roda gigi B & C ke poros output.

b) Transmisi dengan roda gigi tetap.

Sistem pemindahan kecepatan pada sistem ini tidak memindah roda gigi, namun dengan menambah satu perlengkapan kopling geser. Hubungan roda gigi C & D terhadap poros output bebas bukan sliding seperti pada model sebelumnya. Sedangkan yang terhubung sliding dengan poros output adalah kopling gesernya. Ilustrasi model ini dapat dilihat pada gambar 7 ber-ikut ini.

Gambar Transmisi dengan posisi roda gigi tetap

Pada model transmisi roda gigi tetap ini memungkinkan dipergunakan bentuk roda gigi selain model spur. Sehingga memungkinkan penggunaan roda gigi yang lebih kuat.

Kopling geser dapat digeser kekanan atau kekiri. Bila kopling ada ditengah maka berarti transmisi pada posisi netral. Pada posisi ini meskipun roda gigi C & D terus berputar bersama roda gigi A & B, namun tidak ada pemindahan putaran keporos output. Hal ini karena baik roda gigi C maupun roda gigi D terpasang bebas terhadap poros output.

Posisi gigi 1, kopling geser digeser kekiri hingga berhubungan dengan roda gigi D. Sehingga putaran poros input disalurkan melalui roda gigi A memutar roda gigi D dan membawa kopling geser yang telah terhubung, dan akhirnya poros output terbawa putaran melalui kopling geser.

Posisi gigi 2, kopling digeser kekanan hingga berhubungan dengan roda gigi C. Sehingga putaran poros input disalurkan melalui roda gigi B memutar roda gigi C dan membawa kopling geser yang telah terhubung, dan akhirnya poros output terbawa putaran melalui kopling geser.

c) Transmisi Synchronmesh

Terdapat kerugian yang perlu diatasi pada penggunaan sistem roda gigi geser seperti yang telah diuraikan di atas, yaitu:

a) Suara transmisi kasar saat memindah kecepatan.

b) Pemindahan gigi sangat sulit, apalagi pada kecepatan tinggi, sehingga pemindahan gigi harus dilakukkan pada kecepatan yang rendah.

Hal ini juga dialami pada sistem pengembangan yang meng-gunakan sistem Constantmesh. Meskipun pada sistem constant-mesh sudah tidak menggunakan penggeseran roda gigi, namun sistem penyambungannya masih mengalami permasalahan. Penyambungan yang dipergunakan pada sistem Constantmesh mirip pada sistem sliding gear saat memasukan kecepatan tertinggi yaitu antara roda gigi C dengan roda gigi D. Dengan kata lain, kendaraan yang transmisinya menggunakan sistem sliding gear atau Constantmesh akan terhambat khususnya pada proses akselerasi kendaraan. Karena setiap pemindahan kecepatan harus menunggu putaran turun terlebih dahulu.

Permasalahan proses pemindahan gigi tersebut, karena per-bedaan putaran kedua gigi yang akan disambungkan. Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut:

Misalkan: gambar 7 jumlah gigi dari roda gigi A = 20; B = 30; C = 20; dan D = 30.

Pada saat kendaraan belum berjalan, berarti putaran poros output dan kopling geser n2 = 0 rpm. Sementara bila putaran poros input adalah n1 = 1000 rpm, maka putaran roda gigi D n3 dapat dihitung sebagai berikut:

n3 = (A x n1)/D = (20 x 1000)/30 = 666 rpm.

Pada putaran yang demikian tinggi yaitu 666 rpm, sementara kopling geser tidak berputar tentu tidak dapat dihubungkan. Untuk itu biasanya pengemudi, memutus hubungan poros input dengan mesin dengan menginjak pedal kopling. Meskipun demi-kian untuk putaran sebesar 666 rpm, disamping tidak/sulit dihubungkan, kalau dapat dihubungkan akan terjadi kejutan yang luar biasa. Kejutan ini dapat mengakibatkan kerusakan pada komponen transmisi.

Oleh karena itu kemudian ditemukan sistem synchromesh. Sistem ini secara sederhana seperti terlihat pada gambar 8. Roda gigi transmisi dalam kondisi tetap, untuk memindahkan posisi kecepatan dipergunakan perlengkapan synchromesh, dimana dengan bentuk konisnya akan menyamakan putaran, baru kemudian gigi sleeve disambungkan. Kemampuan menyesuaikan putaran antara dua roda gigi yang akan disambungkan ini yang tidak dimiliki oleh kedua sistem sebelumnya.

Gambar Unit SynchroMesh

Sistem synchromesh ini yang kemudian dipergunakan pada transmisi manual sampai saat ini.

Cara kerjanya saat handel transmisi pada posisi netral, maka synchromesh berada ditengah tidak berpengaruh atau dipengaruhi oleh kedua roda gigi yang ada disampingnya.

Pada saat synchromesh digerakan kekiri kearah roda gigi (1), maka synchro hub (4) akan terdorong kekiri dan semakin kuat, maka akan mengerem putaran melalui bentuk konisnya hingga putaran antara roda gigi (1) dengan synchro hub (4) sama, kemudian sleeve (3) bergeser kekiri lebih lanjut hingga tersambung dengan gigi kecil (dog teeth) (2). Posisi ini berarti proses penyambungan sudah selesai. Dengan cara demikian proses penyambungan roda gigi transmisi tidak perlu me-nunggu turunnya putaran mesin.

Proses tersebut sama saat akan menghubungkan dengan roda gigi yang sebelah kanan (8), synchromesh digerakan kekanan kearah roda gigi (8), maka synchro hub (4) akan terdorong kekanan dan semakin kuat, maka akan mengerem putaran melalui bentuk konisnya hingga putaran antara roda gigi (8) dengan synchro hub (4) sama, kemudian sleeve (3) bergeser kekanan labih lanjut hingga tersambung dengan gigi kecil (dog teeth) roda gigi (8).

Home » Basic knowledge » Teknik Mechanic » Apa itu Gear Ratio

Apa itu Gear Ratio M Takarina

1 Comment

Basic knowledge, Teknik Mechanic

Sebelum kita membahas apa itu gear ratio mari kita perhatikan dulu gambar berikut.Kalau kita amati gambar dua buah gear yang disusun sedemikian rupa tersebut, apabila gear yang satu diputar maka gear satunya akan ikut berputar, tetapi karena ukuran gearnya berbeda maka akan terjadi jumlah putaran yang berbeda juga.

Dengan demikian Gear ratio/Reduction ratio dapat kita definisikan sebagai

perbandingan antara jumlah putaran yang dihasilkan oleh gear input (drive gear) terhadap jumlah putaran gear output (driven gear) yang berbeda ukuran. Contoh, jika gear input berputar sebanyak 3 putaran, sedangkan gear output berputar sebanyak 1 putaran, maka gear rationya adalah 3:1. Artinya jumlah putaran gear output "direduksi" sebanyak 3 kali, sehingga putaran gear output "berkurang" sebanyak 3 kali putaran gear input.

Formula yang dapat digunakan untuk mengitung gear ratio antara dua buah gear, adalah:N1 x Z1 = N2x Z2

Dimana:N1 = Jumlah putaran gear inputZ1 = Jumlah teeth gear inputN2 = Jumlah putaran gear outputZ2 = Jumlah teeth gear output

Contoh perhitungan, apabila diketahui jumlah teeth pada gear input (Z1) = 25 teeth, jumlah teeth gear output (Z2) = 100 teeth dan putaran gear input (N1) diputar sebanyak 100 putaran. Berapakah gear rationya ?

Jawab:N1 x Z1 = N2 x Z2100 x 25 = N2 x 10025000 = N2 x 100N2 = 2500 : 100N2 = 25Sehingga gear rationya kita dapatkan N1 : N2 = 100 : 25 = 4 : 1, atau bisa juga dituls 4 nya saja.

Contoh diatas adalah untuk susunan dua buah gear saja, sekarang bagaimana kalau gear yang disusun lebih dari dua buah ?Formula yang digunakan untuk mencari gear ratio antara gear yang lebih dari dua adalah:N2 = N1 x (Z1:Z2) x (Z3:Z4)

Contoh perhitungan, berapakah gear ratio untuk 4 buah gear yang disusun sedemikian rupa dengan diketahui:Z1 = 12 teethZ2 = 45 teethZ3 = 12 teethZ4 = 55 teethN1 = 100 putaran

Jawab:N2 = N1 x (Z1:Z2) x (Z3:Z4)

N2 = 100 x (12:45) x (12:55)N2 = 100 x 0.267 x 0.218N2 = 5.821

Setelah putaran gear diketahui, maka gear rationya adalah = N1 : N2 = 100 : 5,821 = 17,179 :1, atau 17,2 : 1 atau ditulis 17,2 saja.

Demikian cara mencari gear ratio untuk gear yang tidak menggunakan planetary gear, ingin tahu bagaimana mencari gear ratio untuk planetary gear, lihat caranya disini.

http://www.pipercomex.com/2011/09/apa-itu-gear-ratio.html