Monday, February 20, 2012

Hubungan antara Daya, Torsi, RPM

Pada spesifikasi engine kendaraan, tertulis daya dalam satuan horsepower atau kilowatt pada putaran engine tertentu, dan momen puntir atau torsi dengan satuan kgm atau lbf-ft pada putaran engine tertentu. Apakah hubungan antara daya dengan torsi dan dengan putaran engine?

Pada motor pembakaran dalam (internal combustion engine), gas hasil pembakaran akan menekan piston yang terhubung dengan poros engkol (cranksaft) dengan setang piston (connecting rod). Gaya tekan gas tersebut menghasilkan torsi pada poros engkol dan membuat poros engkol berputar.

Daya adalah torsi dikalikan putaran (kecepatan sudut):
P = τ x ω

Pada System International (SI):
satuan daya P adalah watt
satuan torsi τ adalah Nm (newton meter)
satuan kecepatan sudut ω adalah radian per detik.


Rumus untuk satuan lain adalah:
P = τ x ω x 2p / 60.000

Dimana satuan yang digunakan adalah:
          Daya P dalam kilowatt (kW)
          Torsi τ dalam newton meter (Nm)
          Kecepatan sudut ω dalam Revolution Per Minutes (RPM)

Contoh kalkulasi:
Torsi = τ = 145 Nm
Kecepatan sudut = ω = 4800 RPM

Maka daya = P = 145 x 4800 x 2 x 22/7 / 60.000 = 72,91 kW


Pada internal combustion engine, torsi maximum tidak diperoleh pada putaran yang sama dimana diperoleh daya maximum.

Pada kendaraan yang digunakan untuk menarik beban berat seperti truck, maka daya maximum yang dihasilkan engine berada pada RPM rendah sehingga torsi maximum juga pada RPM rendah.

Pada kendaraan yang digunakan untuk kecepatan tinggi dengan beban ringan seperti sedan dan sepeda motor, maka daya maximum yang dihasilkan engine berada pada RPM tinggi, sehingga torsi maximum juga pada RPM yang tinggi.

Berikut adalah contoh grafik daya dan torsi pada V8 engine:



Untuk Amerika karena satuannya berbeda maka digunakan rumus berikut:
          P = τ x ω x 2p / 33.000

Dimana satuan yang digunakan adalah:
          Daya P dalam horsepower (hp)
          Torsi τ dalam pound feet (lbf.ft)
          Kecepatan sudut ω dalam Revolution Per Minutes (RPM)

6 comments:

  1. terima kasih mas atas blognya, saya berjam2 nyari rumus ini, akhirnya nemu jg..hehe

    tapi boleh minta tlong dikasih buku referensi yg ngejelasin rumus P = T.w juga gak ya? butuh buat TA nih..terima kasih sebelumnya :)

    ReplyDelete
  2. rumus itu saya dapat dari buku panduan teknik mesin (elemen mesin, Machine Element), sebetulnya rumus itu sederhana saja, tapi karena sistem satuan yang berbeda2 maka jadi agak membingungkan. Utk itu maka pake saja Sistem Satuan Internasional (meter, kilogram, watt, dll), yg mana juga digunakan di Jepang, Indonesia, Jerman, Perancis, Australia, Kanada, dll. Inggris dan Amerika membuat sistem satuan tersendiri (Mile, Inches, Feet, Pound, Horsepower, Gallon, etc)yg serupa tapi tak sama.

    Di halaman internet / website wikipedia juga ada rumus daya torsi dan RPM http://en.wikipedia.org/wiki/Torque

    Slamat mengerjakan tugas akhir, smoga lulus dengan baik

    ReplyDelete
  3. terimakasih, sangat membantu sekali. untuk rumus konsumsi bahan bakar spesifik ada tidak?

    ReplyDelete
    Replies
    1. konsumsi bahan bakar spesifik didapat dengan mengukur daya yang dikeluarkan dan dibagi dengan berat bahan bakar yang dikonsumsi. Satuan berat untuk bahan bakar digunakan karena volume bahan bakar berubah2 mengikuti temperatur lingkungan (pemuaian dan penyusutan). Artikel berikut membahas konsumsi bahan bakar berdasar data konsumsi spesifik. Contoh perhitungan menggunakan genset karena mudah diukur dayanya dan bebannya tidak terlalu dinamis dibanding kendaraan.

      http://maruzar.blogspot.com/2012/01/daya-dan-estimasi-konsumsi-bahan-bakar.html

      smoga brmanfaat

      Delete
  4. boleh tanya gak? hubungan torsi dengan jumlah lilitan pada jawat gimana ya? rumus torsi itu F*r kan, bisa gak F nya pake rumus lorentz?
    sama 1 lagi untuk kasus di motor blender yang menggerakan pisau, hubungan daya motor dengan kecepatan pisau gimana ya bila dikaitkan dengan dimensi pisau. terimakasih. butuh buat TA nih

    ReplyDelete
  5. Semakin besar arus yang melewati lilitan maka makin besar daya magnetnya. Semakin banyak lilitan maka semakin besar medan magnet dan gaya Lorentz yang dihasilkan. Untuk suatu hambatan listrik tertentu, semakin besar tegangan maka semakin besar arus, dan semakin besar gaya Lorentz

    Setahu saya untuk motor listrik biasanya tidak menggunakan parameter gaya Lorentz untuk mengukur performanya. Tapi menggunakan satuan daya watt, dan kecepatan putaran (kecepatan sudut) as / poros motor, dalam satuan RPM.

    Daya poros motor adalah daya listrik dikalikan effisiensi motor. Jika blender mempunyai transmisi maka daya pisau adalah daya poros motor dikalikan effisiensi transmisi.

    Putaran pisau blender dapat diestimasi menggunakan data spesifikasi motor blender. Jika blender tersebut mempunyai transmisi, maka putaran pisau adalah putaran motor dikalikan rasio transmisi. Tentu saja putaran aktual pisau blender akan bergantung pada beban. Untuk mendapatkan nilai putaran aktual maka perlu diukur putarannya secara aktual juga saat blender bekerja dengan beban. Hal ini agak sulit terutama jika tidak mempunyai RPM meter yang cocok.

    Daya motor menghasilkan torsi dan putaran pisau. Kecepatan liner (m/s) ujung pisau adalah keliling ujung pisau dikalikan putaran pisau per detik. Semakin panjang pisau, semakin besar radius dan kelilingnya. Sehingga semakin cepat pula kecepatan linernya. Tetapi torsi pada ujung pisau akan semakin kecil.

    Torsi maximal adalah torsi tertinggi yang dihasilkan motor. Jika pisau diberi beban sebesar torsi maximal maka pisau tidak bergerak. Torsi maximal pada ujung pisau dapat diukur dengan mengaitkan timbangan gantung tipe pegas. Lalu blender dinyalakan dengan pisau terkait timbangan gantung. Maka dapat dibaca berapa torsi maximalnya pada timbangan gantung tersebut. Posisi timbangan gantung harus 90 derajat terhadap radius pisau.

    Smoga bermanfaat

    ReplyDelete

Your positive comment will be highly appreciated to improve this site