Tuesday, February 14, 2012

Hubungan antara RPM, Transmisi, Roda, Kecepatan


Pada artikel ini akan dibahas hubungan antara putaran engine (dibaca: enjin), rasio transmisi, ukuran roda, dan kecepatan kendaraan yang bersangkutan.

Untuk lebih detail tentang fungsi RPM gauge (tachometer) pada kendaraan dapat dibaca di artikel Apakah Fungsi Tachometer pada Kendaraan?

Artikel tentang cara menyambung kabel tachometer, klik disini.

Anda perlu mencari data spesifikasi kendaraan Anda untuk rasio transmisi dan final reduction untuk mendapatkan hasil perhitungan yang akurat.

Transmisi pada kendaraan berfungsi untuk menyesuaikan putaran dan momen puntir (torsi) yang dihasilkan engine agar sesuai untuk kecepatan kendaraan dan beban kendaraan pada suatu kondisi tertentu. Contoh rasio transmisi:

Gear
Ratio
1
        3.307
2
        1.750
3
        1.171
4
        0.923
5
        0.767
Final Reduction
        4.625

Final reduction adalah perbandingan antara putaran input dan output pada differential, sebelum daya putaran diberikan ke roda. Final reduction akan menurunkan putaran dan meningkatkan torsi. Pada sepeda motor, final reduction adalah perbandingan roda gigi rantai (sprocket) yang besar pada roda belakang, dibagi dengan sprocket yang kecil pada output transmisi. Beberapa kendaraan didesain dengan beberapa rasio, seperti rasio primer dan sekunder, low, high, dan lain-lain. Jika rasio-rasio transmisi tersebut bekerja pada kecepatan tertentu, maka rasio-rasio tersebut harus juga dicantumkan dalam kalkulasi untuk kecepatan yang bersangkutan.

Ukuran roda akan mempengaruhi kecepatan kendaraan. Karena roda (velg) dan ban sering dimodifikasi, maka pengukuran kecepatan kendaraan dengan speedometer akan menjadi kurang akurat. Untuk menghitung kecepatan dengan berpatokan pada RPM engine, maka dibutuhkan data keliling ban. Pengukuran keliling ban dilakukan dengan mengukur tinggi roda dari tanah ke titik pusat as roda (tire rolling radius). Perlu diketahui bahwa tinggi roda dari tanah akan sedikit lebih kecil dari radius ban, hal ini karena adanya bagian yang flexibel dari ban dan akibat berat kendaraan maka tingginya sedikit menjadi lebih rendah. Harap lihat gambar roda dibawah, panah merah menunjukkan tire rolling radius.



Jika anda mengendarai kendaraan dengan putaran engine 3000 RPM dan menggunakan persneling gigi 5 dengan rasio seperti pada tabel diatas, dan diketahui tyre rolling radius adalah 270 mm. Maka untuk menghitung kecepatan kendaraan adalah:

Putaran roda = putaran engine / rasio transmisi / final reduction

Putaran roda = 3000 RPM / 0.767 / 4.625 = 846 RPM

Keliling ban = 270 mm x 2 x 22/7 = 1697 mm

Kecepatan = Putaran roda x Keliling ban x 60 / 1.000.000

Kecepatan = 846 x 1697 x 60 / 1.000.000 = 86 kmh


Jika kecepatan kendaraan diketahui dengan speedometer, tapi tidak ada RPM gauge. Maka putaran engine dapat diketahui dengan cara kebalikan kalkulasi diatas.

Misal: anda sering mengganti perseneling gigi 1 ke gigi 2 pada kecepatan 30 kmh, dan perlu memastikan pada putaran engine berapakah kecepatan 30 kmh untuk gigi 1 dan 2 tersebut. Dengan menggunakan tabel contoh di atas untuk rasio persneling, dan tyre rolling radius misalnya adalah 270 mm, maka:

Keliling ban = 270 mm x 2 x 22/7 = 1697 mm

Putaran roda = kecepatan x 1.000.000 / 60 / keliling ban

Putaran roda = 30 x 1.000.000 / 60 / 1697 = 295 RPM


Putaran engine pada gigi 1 = putaran roda x rasio transmisi gigi satu x final reduction

Putaran engine pada gigi 1 = 295 x 3,307 x 4,625 = 4512 RPM

Putaran engine pada gigi 2 = 295 x 1,750 x 4,625 = 2388 RPM


Jika modifikasi kendaraan hanya dilakukan pada roda dan ban, tanpa modifikasi pada rasio transmisi, maka hasil pengukuran speedometer dapat dikoreksi dengan perbandingan tire rolling radius hasil modifikasi dibagi dengan tire rolling radius standard (orisinal). Contoh: tire rolling radius yang orisinal dari pabrikan adalah 270 mm, lalu roda (velg) dan ban diganti sehingga tire rolling radius menjadi 300 mm, jika speedometer mengukur 100 kmh, maka kecepatan sebenarnya adalah:

Kecepatan sebenarnya = kecepatan speedometer x tire rolling radius modifikasi / tire rolling radius standard

Kecepatan sebenarnya = 100 kmh x 300 / 270 = 111 kmh



9 comments:

  1. gmna dgn reduksi primer? kok ane hitung motor punya ane hasilnya gak masuk akal? masa motor pake gigi 4 lari 60kmh mesin baru 1413,872 rpm? d kali reduksi primer itu dulu kali yak?

    ReplyDelete
    Replies
    1. karena saya tidak mengetahui perhitungan yg dilakukan, maka sy tidak bisa membantu memastikan dimana kekeliruan pd perhitungan anda. Beberapa kendaraan memang ada yang menggunakan rasio primer dan sekunder, jadi perlu diperhitungkan / dikalikan.

      Untuk gigi tinggi: 4,5,atau ada yg sampe 6 (spt Honda Tiger, Suzuki Satria) bahkan ada yg sampe 7, ada yang rasionya bukan lagi reduksi, tapi overdrive alias putaran output lebih tinggi dari putaran input, sehingga nilai rasio kecil dari 1, hal ini biasanya didesain pada roda empat ato lebih. Tujuannya agar pada gigi tinggi putaran engine jadi rendah, krn gigi tinggi biasanya hanya digunakan saat berkendara pd kecepatan tinggi,misal di jalan lurus atau tol, biasa disebut cruising speed, dan tidak untuk menarik beban berat. Jd putaran engine bs diturunkan jadi rendah agar menghemat bahan bakar dg overdrive ratio.

      contoh perhitungan utk Yamaha YZF-R1:
      keliling ban:1954 mm
      rasio primer: 1.512
      rasio sekunder: 2.765
      rasio gigi 6: 1.269

      Putaran:
      roda pada 60kmh = 60 x 1000000 / 60 / 1954 = 511.77 RPM

      engine gigi 6 = 511.77 x 1.512 x 2.765 x 1.269 = 2.715,09 RPM

      smoga membantu

      Delete
    2. mas heru,saya punya motor jupiter z dan saya ingin mengetahui dalam setiap kali kerja (4stroke sampai menghasilkan output tenaga di rantai) pada gigi 1 2 3 4 itu masing2 itu berapa jarak yang bisa di tempuh untuk satu kali kerja . perhitungannya bagaimana mas?
      intinya gini mas,dalam satukali pembakaran itu bisa memutar ban berapa jauh(m).
      motor saya masih standar semua.saya butuh buat penyelesaian tugas akhir mas.terimakasih.anto

      Delete
    3. Untuk motor penggerak 4 tak (4 stroke engine), poros engkol (crankshaft) akan berputar 2 putaran (2x360 derajat) untuk setiap siklus thermodinamika yang terdiri dari langkah: hisap, kompresi, pembakaran, buang.

      Contoh: pada putaran engine 1000 RPM, maka terjadi 1000/2 = 500 siklus thermodinamika setiap menitnya (60 detik).

      Satu siklus thermodinamika akan membutuhkan waktu 60/500= 6/50 = 3/25 detik

      Putaran engine dibagi dengan rasio transmisi, dibagi dengan final ratio maka didapat putaran roda, sebagaimana dijelaskan pada artikel. Perhatikan perhitungan ini sering terbalik-balik dan membingungkan, karena jumlah gigi yang banyak, karena menggunakan perkalian atau pembagian yang terbalik. Juga karena ada sistem yang menggunakan perbandingan primer dan sekunder. Hasil yang perhitungan yang benar akan selalu menunjukkan putaran engine lebih besar dari putaran roda.

      Jika RPM roda didapat, dengan mengukur radius ban (tyre rolling radius) saat diberi beban (dikendarai), maka akan diketahui keliling aktual roda/ban saat diberi beban (dikendarai). Sehingga dapat dihitung jarak yang ditempuh roda selama 3/25 detik, yaitu saat engine berputar 1000 RPM, dan saat menggunakan gigi tertentu.

      Salam, Heru.

      Delete
  2. ya mas heru,terimakasih.saya masih ada yg agak bingung.

    Gear
    Ratio
    1
    3.307
    2
    1.750
    3
    1.171
    4
    0.923
    5
    0.767
    Final Reduction
    4.625

    motor saya kan bebek,berarti kan cuma ada 4 gigi itu.apakah bisa pakai tabel yang di atas.atau apakah beda.kalau beda kira2 nilainya berapa ya mas.salam anto

    ReplyDelete
    Replies
    1. Tiap merk dan tiap model bisa berbeda gear rationya, jadi harus pastikan dulu data gear ratio. Memang agak sulit, karena terkadang dealer tidak mempublikasikan spefisikasi gear ratio. Mungkin bisa menghubungi pabrik/ATPM (Agen Tunggal Pemegang Merk) untuk mendapat data gear ratio. Coba check ke bengkel yang biasa memperbaiki transmisi Jupiter Z, atau ke toko yang menjual roda gigi untuk Jupiter Z tersebut, sehingga dapat dihitung perbandingan roda giginya.

      Radius roda (rolling radius) juga harus dipastikan, tapi mudah diukur dengan cara meminta rekan anda menduduki motor Anda dalam keadaan berhenti tanpa ditopang. Pastikan tekanan ban sudah benar. Lalu ukur radius roda belakang aktual, sehingga dapat dihitung satu putaran roda belakang akan menempuh jarak berapa meter.

      Delete
  3. oh ya mas,saya sudah nanya ke salah satu toko.saya dapat nilai sekian,perbandingan gigi 1. 13/36 , gigi 2. 16/29 , gigi 3. 21/29 dan gigi 4. 23/26.
    kira2 gimana ya maksudnya?
    trus final reductionnya brp ya kira2?

    ReplyDelete
  4. - YAMAHA jupiter-Z / Crypton / Vega: 1(12-38), 2(17-33), 3(21-28) & 4(21-23)

    ini katanya yg standar mas

    ReplyDelete
    Replies
    1. Dari data yang ada, dengan asumsi bahwa Jupiter Z milik Anda masih standard, dengan rasio gigi:
      1(12-38), 2(17-33), 3(21-28) & 4(21-23)

      Setahu saya rasio reduksi final pada Jupiter Z adalah perbandingan roda gigi (sprocket) pada rantai, yaitu 14-41, tidak menggunakan sistem rasio primer dan sekunder. Untuk lebih aktualnya bisa menghitung sendiri jumlah gigi-gigi pada kedua sprocket rantai motor Anda.


      Putaran engine x rasio transmisi x rasio final = putaran roda

      Misal: putaran engine = 4000 rpm, rasio transmisi pada gigi 1 = 12/38, rasio final 14/41
      Maka putaran roda = 4000 x 12/38 x 14/41 = 431.32 rpm
      Putaran roda (rpm) dikali dengan keliling roda akan didapat jarak yang ditempuh roda dalam 1 menit. Jika dikali 60 maka didapat jarak yang ditempuh dalam 1 jam. Hasil perhitungan benar, jika nilainya mendekati nilai yang ditunjukkan speedometer (kmh) saat Anda melaju menggunakan gigi 1 pada 4000 rpm.

      Siklus thermodinamika:
      Pada putaran engine 4000 RPM, terjadi 4000/2 = 2000 siklus thermodinamika setiap menitnya (60 detik).
      Satu siklus thermodinamika membutuhkan waktu 60/2000= 3/100 detik.
      Pada gigi tertentu, putaran roda (rpm) dikali dengan keliling roda akan didapat jarak yang ditempuh roda dalam 1 menit, dan jika dibagi 60 didapat jarak yang ditempuh dalam 1 detik. Lalu dikali 3/100 maka didapat jarak yang ditempuh selama 1 siklus thermodinamika yang terjadi di dalam engine, jika menggunakan gigi tertentu.

      Selanjutnya perhitungan yang sama dapat dilakukan untuk putaran engine tertentu pada berbagai tingkat transmisi (gigi: 1,2,3,4).

      Delete

Your positive comment will be highly appreciated to improve this site