mekanikotomotif: ALIRAN TENAGA (POWER FLOW) DAN (GEAR RATIO) GEAR RASIO PADA TRANSMISI MANUAL

ALIRAN TENAGA (POWER FLOW) DAN (GEAR RATIO) GEAR RASIO

PADA TRANSMISI MANUAL

A. Front Engine Rear Drive (FR) Drive Train

Front Engine Rear Drive (FR) merupakan tipe sistem pemindah tenaga pada kendaraan yang memiliki sebuah engine di depan, yang kemudian tenaga engine ditansfer ke roda belakang melalui kopling, transmisi, propeller shaft, differential, dan poros roda belakang.

Gambar 1. Front Engine Rear Drive

B. Torsi

Torsi merupakan tenaga putar mekanis yang dihasilkan oleh drivetrain. Torsi secara internasional diukur dalam satuan Newton-meter (Nm). Supaya mobil dapat bergerak, engine menghasilkan torsi yang disalurkan ke roda untuk berputar. Gear rasio pada transmisi dan poros penggerak berfungsi melipat gandakan torsi engine, sehingga kendaraan dapatr bergerak ke depan atau ke belakang dari keadaan berhenti (diam).

Gambar 2. Ilustrasi Penerapan Gear Rasio

Transmisi merubah torsi engine sesuai dengan torsi yang dibutuhkan kendaraan pada setiap kondisi pengemudian. Ketika kendaraan melaju di medan yang datar, torsi mesin sudah mencukupi untuk membuat kendaraan melaju pada kecepatan yang tetap. Tetapi ketika kendaraan akan bergerak dari posisi berhenti (diam) atau melaju di tanjakan, torsi engine harus dinaikan supaya mobil dapat melaju dan menjaga kecepatannya.

C. Prinsip Gear Rasio

Pada peralatan teknik, gear, rantai, dan sprocket bisa digunakan untuk merubah kecepatan putar atau torsi pada poros output. Untuk merubah kecepatan putar poros output dengan menggunakan gear, dapat digunakan dua buah (sepasang) gear dengan jumlah gigi yang berbeda. Dalam sepasang gear tersebut, ada gear yang berfungsi sebagai input putar (drive gear) dan ada gear yang berfungsi sebagai output putar (driven gear).

Gambar 3. Prinsip Gear Rasio

Dari gambar 3 di atas dapat disimpulkan bahwa output (driven gear) selalu berputar berlawanan arah dengan inputnya (drive gear). Dan bila input (drive gear) memiliki jumlah gigi yang lebih banyak atau diameter yang lebih besar dari outputnya (driven gear), maka putaran outputnya lebih cepat daripada putaran inputnya tetapi torsi outputnya lebih kecil daripada torsi inputnya. Begitu pula sebaliknya, bila input (drive gear) memiliki jumlah gigi yang lebih sedikit atau diameter yang lebih kecil dari outputnya (driven gear), maka putaran outputnya lebih lambat daripada putaran inputnya tetapi torsi outputnya lebih besar daripada torsi inputnya.

D. Prinsip Aliran Tenaga

Aliran tenaga adalah urutan transfer dari mana tenaga itu dihasilkan sampai ke mana akhirnya tenaga itu digunakan. Secara garis besar aliran tenaga di sebuah kendaraan adalah tenaga dihasilkan dari engine kemudian diteruskan ke kopling, transmisi, propeller shaft, differential, kemudian poros roda, dan roda akan berputar untuk menggerakkan kendaraan. Bila dalam sebuah transmisi sederhana, maka aliran tenaganya mulai dari poros input kemudian diteruskan ke roda gigi input (drive gear), roda gigi output (driven gear), kemudian akhirnya ke poros output. Sebagai ilustrasi, dapat dilihat pada gambar 4 di bawah ini.

Gambar 4. Transmisi Sederhana

E. Menghitung Gear Rasio

Gear rasio adalah perbandingan jumlah gigi driven gear dengan jumlah gigi drive gear.

Gambar 5. Gear Rasio Lebih dari Satu Set

Bila aliran tenaga melalu lebih dari satu set (pasang) gear, dua, atau lebih gear rasio, maka caranya adalah dengan mengalikan gear rasio tersebut dengan gear rasio yang lain. Berikut persamaan gear rasio berdasarkan aliran tenaga transmisi pada gambar 5.

Contoh berdasarkan kombinasi gear pada gambar 5:

F. Menghitung Torsi dan Kecepatan Putar

Berdasarkan prinsip gear rasio seperti yang telah diuraikan di atas, maka untuk menghitung torsi pada poros output transmisi adalah sebagai berikut:

Contoh bila diketahui torsi poros input 100 Nm dan final gear rasionya 6, maka Torsi Poros outputnya sebagai berikut:

Sedangkan untuk menghitung kecepatan putaran poros output transmisi dikarenakan mempunyai perbandingan terbalik antara torsi dan gear rasio, sehingga persamaanya sebagai berikut: