BAB IV ANALISA PERHITUNGAN PERBANDINGAN RODA GIGI DAN FORMULA SISTEM TRANSMISI

KONTRUKSI DAN ANALIS SISTEM KERJA TRANSMISI ALLISON 4TH GENERATION SERI 1000

BAB IV ANALISA PERHITUNGAN PERBANDINGAN RODA GIGI DAN FORMULA SISTEM TRANSMISI. Rumus dalam bab empat ini menyediakan sarana untuk berhubungan langsung mesin-output daya transmisi paket untuk performa kendaraan. Output transmisi kecepatan, torsi, dan karakteristik tenaga kuda dapat diperoleh dari kurva kinerja transmisi tertentu. Hubungan berikut ini mungkin membantu untuk menafsirkan simbol dan mengkonversi mesin membentuk data satu sistem unit yang lain. Tabel.4.1.Konversi .(sumber : Allison Transmission Performance (Formula, Conversion, Tables, Graphs, Definitions) UNIT

US

SI

NSI

TORQUE/TORSI

LB FT

N.m

TORQUE (m)*

POWER

HP

kW

HP(m)**

Ket: NSI- Centimeter, gram, second system (old metric) US- United State Customary SI- International system of unit (new metric) US LB FT = HP

=

SI

( ) × 7.233

( ) × 0.9863

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA

58

N.m

=

kW

=

( ) × 9.807

( ) × 0.7355

TEKNIK MESIN


HP

=

HP

=

( )× ⁄ × ⁄

kW

=

kW

=

( )× ⁄ . × ⁄

*meter-kilogram symbol

** metric horsepower simbol

Mk-p

PS (Pferde starke)

Kg.m

CV (Cheval-vapeur)

Mkg

hk (hast kraft)

Kgm

pk (paarde kracht)

4.1.Analisa Perbandingan Roda Gigi. Perbandingan gigi dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut: perbandingan gigi =

Hubungan tenaga kuda dan momen seperti tertera dibawah ini. Apabila mesin menghasilkan tenaga kuda dalam jumlah yang sama, rendahkan kecepatan mesin atau dengan kata lain memperbesar perbandingan, akan menyebabkan pertambahan momen (tenaga penggerak) pada roda-roda, tetapi kecepatan yang dipindahkan ke roda belakang berkurang maka kendaraan kehilangan kecepatan. Tenaga Kuda = K x T x n (New Step 2) Dimana:

K = konstanta T = momen n = jumlah putaran

sebagai contoh pada kombinasi gigi-gigi, perbandingan gigi-gigi, dimulai dari perbandingan yang terbesar, disebut “low” (rendah), kedua, ketiga, keempat, kelima dan keenam. Perbandingan gigi dimana putaran mesin sama


59

TEKNIK MESIN


dengan putaran propeller shaft disebut putaran tinggi/ top speed. Apabila perbandingan kurang dari satu, artinya bilamana propeller shaft lebih cepat dari putaran mesin disebut “over drive”. Seringkali mobil tiba-tiba harus diperlambat. Maka perlu percepatannya diganti dengan kecepatan yang lebih rendah; misalnya bila lalu-lintas ramai, sewaktu melalui jembatan sempit, dan lain sebagainya, jika mendaki atau jika keadaan jalan buruk sekali. Andaikata hendak melewati kendaraan didepan kita, kadang-kadang perlu dipakai percepatan yang lebih rendah untuk memperoleh momen yang besar supaya tarikan mobil lebih cepat. Sebagai contoh motor dengan kecepatan 1200 rpm dan percepatan tertinggi telah masuk. Sekarang kita hendak membalikkan percepatan dari gigi III ke gigi II. Segera setelah penghubung dilepas, D berputar dengan kecepatan 1200 rpm , sedang C berputar dengan kecepatan 1200 × 533

≡ 1200 ×

≡

. Sebelum D dapat dikisar k atas C, juga C harus berputar dengan

kecepatan 1200rpm. Guna keperluan tersebut engine harus berputar 1200 ×

awal

= 1200 ×

≡ 2700

. artinya sebanyak 5x putar kecepatan

Tabel.4.2.Daftar susunan roda gigi transmisi (Sumber Kontruksi dan analisa cara kerja transmisi Mitshubishi L-300 5 speed.)). Roda gigi

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

Jumlah gigi

20

45

38

24

30

26

22

37

43

18

15

17


60

TEKNIK MESIN


TABEL.4.3. Persamaan pemakaian roda-roda gigi (Sumber: Allison E-learn) GIGI

PEMAKAIAN GIGI

6

INPUT SHAFT = OUTPUT SHAFT

5

INPUT SHAFT = OUTPUT SHAFT

4

A:B=C:D

3

A:B=E:F

2

A:B=G:H

1

A:B=I:J

Mundur

A:B=K:L=K:J

TABEL.4.4.Gear ratio (Sumber: Allison 4TH Generation control (Troubleshooting manual 1000 and 2000 product families)). 1

2

3

4

5

6

R

3.10

1.81

1.41

1.00

0.71

0.61(0.6+)

4.49

Kemudian gunakan rumus seperti dibawah ini: Perbandingan gigi =

×

Sebagai contoh :Jadi dengan mengunakan rumus diatas dapat dihitung perbandingan pemakaian roda gigi ke-6, ke-5, ke-4, ke-3, ke-2,ke-1 dan mundur pada sebuah transmisi. Contoh : Besarnya putaran yang dihasilkan transmisi jika putaran mesin 1200 rpm pada Allison serie 1000. Gigi ke-6.dan ke-5 Pada kedudukan ini umumnya jumlah putaran input shaft = output shaft berarti perbandingannya adalah 1: 1. Putaran propeller shaft =


61

TEKNIK MESIN


= = 1200 rpm Momen motor yang dihasilkan = =

×

= 0,021 Nm Momen transmisi (MT)

= momen motor Xi6/Xi5 = 0,021×1 = 0.021 Nm

Gigi ke-4(i4)

A:B=C:D 20:45 =38:24 =

×

= 2,25× 0,63 = 1,42 Putaran propeller shaft = =

,

= 845 rpm Momen transmisi (MT)

= momen motor Xi4 = 0,021×1,42 = 0.03 Nm

Gigi ke-3(i3)

A:B=E:F 20:45 =30:28 =

×


62

TEKNIK MESIN



,


= momen motor Xi3 = 0,021×2,09 = 0.04 Nm

Gigi ke-2(i2)

A:B=G:H 20:45 =22:37 =

×


,


= momen motor Xi2 = 0,021×3,78 = 0.08 Nm

Gigi ke-1(i1)

A:B=J:I 20:45 =18:43 =

×

= 2,25×2,39 FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA

63

TEKNIK MESIN


= 5,38 Putaran propeller shaft = =

,


= momen motor Xi1 = 0,021×5,38 = 3,05 Nm

Gigi mundur(iR)

A:B=K:L=K:J 20:45 =15 : 17 = 15 : 18 =

×

×

= 2,25× 1,13× 1,2 = 3,05 Putaran propeller shaft = =

,


= momen motor XiR = 0,021×3,05 = 0.06 Nm

4.2.formula. 4.2.1.Vehicle speed (Kecepatan kendaraan). MPH=

×

×

(OR)

×

×


atau km/jam =

64

×(

. ×

)

TEKNIK MESIN


WHEELED VEHICLE { RR =

TRACKED

RR =

VEHICLE

RR =

.

×

.

Dimana :  MPH

= kecepatan kendaraan (miles/hr)

 km/jam

= kecepatan kendaraan (km/jam)

 NTO

= Trans output speed(rpm)

 RED

= Total drive reduction

 REV

= Tire revolutions/mile (rev/mile)

 RR atau mm

= Tire radius/ jari-jari (inci) atau (milimeter)

4.2.2.TRACTIVE EFFORT (TE) – RIMPULL

TE =

×

Dimana :

×

×

×

atau kN =

( . )× (

)×

×

 TE

= Tractive effort/ traksi usaha (pounds)

 kN

= Tractive effort/ traksi usaha (kilonewton)

 mm

= jari-jari (millimeter)

 TTO

= Trans output torque (pound-fet)

 N.m

= Trans output torque (newton-metre)


65

TEKNIK MESIN


 RED

= Total drive reduction

 EFF

= driveline Eff (persen%)

4.2.3.Drawbar pull (DBP) – level DPB

=

FW

=

FR

=

−

× × ×

− .

Dimana :  DPB

= Drawbar pull (pon)

 TE

= Tractive effort / traksi usaha (pon)

 FR

= Rolling resistensi (pon)

 FW

= Wind resistensi (pon)

 MPH

= Vehicle speed/kecepatan kendaraan (miles/hr)

 A

= Front area (sq ft)

 CD

= Untuk transmisi Allison seri 1000 drag koefesiennya 0.5500

4.2.4.Gradeability (G) %

Metode perhitungan langsung.

G=

atau

G=

Metode bagan sederhana.


66

TEKNIK MESIN


Calculate KG =

×

atau

KG =

×

Dimana :  G

= Gradeability (%)

 Kg

= vehicle weigh/ berat kendaraan(kilogram)

 GVW = Vehicle weigh/ berat kendaraan (pounds)  TE

= Tractive effort/ traksi usaha (pounds)

 kN

= Tractive effort/ traksi usaha (kilo-Newton)

Kedua metode memberikan nilai identik gradeability kotor. Pengganti DPB di tempat TE untuk memperoleh gradeability bersih. gradeability mengacu pada kemampuan kendaraan untuk bernegosiasi kelas dengan kecepatan konstan.

4.2.5.Horsepower-Propulsion Available (HPA) di jalan (road)

HPA

=

×

(

)

×

Required (HPR) @ road to negotiate grade

HPR

=(

+

+

)×


67

TEKNIK MESIN


FR

=

×

FW

=

× ×

.

Dimana :  A

= Frontal area (sq ft)

 EFF

= driveline eff (persen%)

 FG

= Grade resistance / tingkat gaya tahan( pounds)

 FR

= Rolling resistance/ tingkat putaran(pounds)

 FW

= Wind resistance ( pounds)

 GVW = Vehicle weigh / berat kendaraan (pounds)  HPTO = Trans output power (horsepower / tenaga kuda)  MPH = Vehicle speed /kecepatan kendaraan (miles/hr)  TE

= Tractive effort (pon)

4.2.6.Horsepower-retardation(con’t). Diperlukan (RHPR) di jalan untuk menjaga kecepatan. RHPR = ( FR

=

−

×

−

)×

FW

× ×

=

Dimana :

.

 A

= Frontal area (sq ft)

 FG

= Grade resistance / tingkat gaya tahan( pounds)

 FR

= Rolling resistance/ tingkat putaran(pounds)


68

TEKNIK MESIN


 FW

= Wind resistance ( pounds)

 GVW = Vehicle weigh / berat kendaraan (pounds)  MPH = Vehicle speed (kecepatan kendaraan (mil/hr)

4.2.7.Horsepower(HP)-Umum Dasar/ Basic.

(

HPBASIC =

)×

(

)

Pompa/pump.

/

HPHYD =

(

×

HPMECH =

)×

/

(

)

(%)

4.2.8.Acceleration / akselerasi percepatan- level Percepatan dan waktu yang dibutuhkan untuk percepatan dengan kecepatan yang diberikan dalam kondisi kecepatan penuh dapat ditentukan dari kurva DPB-MPH. Dengan menghitung waktu (Δt) yang diperlukan untuk meningkatkan kecepatan kendaraan oleh beberapa peningkatan kecil (ΔMPH), adalah mungkin untuk memperkirakan total waktu yang dibutuhkan untuk mencapai kecepatan tertentu. a=

×

.


69

TEKNIK MESIN


Δt =

∆

× .

Δd = 0.733 × (

+

)×∆

Catatan: rumus ini tidak termasuk efek inersia komponen putar dalam transmisi, mesin, dan driveline kendaraan yang tentu akan mengurangi percepatan . Dimana :  a

= Akselerasi (ft/sec2)

 d

= Distance/jarak (ft)

 DBP

= Drawbar pull (pounds)

 GVW = Vehicle weight/berat kendaraan (pounds)  MPH = Vehicle speed/kecepatan kendaraan (miles/hr)  T

= Time/waktu (second)

4.2.9.Heat load/beban panas. Beban panas transmisi bervariasi sebagai fungsi dari kekuatan mesin dan slip konverter yang dipengaruhi oleh tuntutan kendaraan. Panas yang dihasilkan dalam transmisi dengan pompa pengisian, selip converter, gesekan roda gigi kereta api, dan operasi retarder hidrolik. Sebuah beban panas khas kurva untuk transmisi lengkap selama penggerak (converter dan lockup). Converter cooling/pendinginan converter


70

TEKNIK MESIN


Transmisi beban panas total menjadi hilang selama operasi konverter dapat dinyatakan sebagai berikut: QT

=(

HR

=

HR

=

) × 42.41

× × .

× .

( (

) )

Bagian terbesar dari total beban panas biasanya dihasilkan oleh selip converter. Dua titik operasi sering diperiksa adalah 70% dan 80% converter efisiensi poin . QC

=

QC

=

× 18.18 (70%

)

× 10.61 (80%

)

Retarder pendinginan persyaratan untuk transmisi selama operasi retarder mengatur kapasitas penukar panas yang akan digunakan dari banyak faktor yang mempengaruhi pendinginan retarder (kecepatan kendaraan, kelas, model transmisi, dll). Dimana :  gpm

= Flow/aliran (gal/min)

 HPT

= Conv output power (horsepower)

 HR

= ketingian Temperatur (℉)

 Qc

= Conv heat load (BTU/MIN)

 QT

= Trans heat load (BTU/min).


71

TEKNIK MESIN


4.2.10. Vehicle power (kW) kW

=

Dimana :

×

.

/

 kW

= Vehicle power /power kendaraan (kilowatt)

 kN

= Tractic effort (kilonewton)

 km/h = kecepatan kendaraan (miles/hr)

Gambar.4.1.Grafik Gradeability or grafe (vs) grade factor (Sumber : Allison Transmission Performance (Formula, Conversion, Tables, Graphs, Definitions)).


72

TEKNIK MESIN


Gambar.4.2.Grafik Grade(vs) Grade Angle (Sumber : Allison Transmission Performance (Formula, Conversion, Tables, Graphs, Definitions)).


73

TEKNIK MESIN


Gambar.4.3.Grafik Engine-Converter match (Sumber : Allison Transmission Performance (Formula, Conversion, Tables, Graphs, Definitions)).


74

TEKNIK MESIN


Gambar.4.4.Grafik transmission performance (Sumber : Allison Transmission Performance (Formula, Conversion, Tables, Graphs, Definitions)).


75

TEKNIK MESIN


Gambar.4.5.Grafik Tractive effort (Sumber : Allison Transmission Performance (Formula, Conversion, Tables, Graphs, Definitions)).


76

TEKNIK MESIN


Gambar.4.6.Grafik Gradeability (Sumber : Allison Transmission Performance (Formula, Conversion, Tables, Graphs, Definitions)).


77

TEKNIK MESIN

BAB IV ANALISA PERHITUNGAN PERBANDINGAN RODA GIGI DAN FORMULA SISTEM TRANSMISI

Recommend Documents