Jika ada beban yang akan di angkut maka tentulah harus punya beberapa faktor pembantu untuk memindahkan nya , yaitu antara lain :
-TRANSMISI
- REAR AXLE
- ELG DAN BAN
Tetapi dalam proses tsb ada pula hambatan nya , yaitu :
- BERAT KOTOR KENDARAAN ( GROSS VEHICLE WEIGHT )
- KONDISI JALAN YANG DILALUI ( ROLLING RESISTANCE )
- KONDISI TANJAKAN / KETINGGIAN ( GRADE RESISITANCE )
- HAMBATAN UDARA ( AIR RESISTANCE )
- BERAT KOTOR KENDARAAN
Pertama yang harus dipikirkan adalah mengenai seberapa berat beban yang harus diangkut . mudah saja , bahwa mengangkut beban yang berat lebih sulit dari pada beban yang ringan . Jika berat beban yang akan di angkut sudah dihitung , maka sudah dapat dipikirkan mengenai besar nya truck dan bak yang akan digunakan yang sesuai dengan beban tsb. GVW yang semakin besar pasti juga membutuhkan tenaga yang besar pula untuk mengagkut nya.
ROLLING RESISTANCE
Hal lain yang menghambat proses pengangkutan adalah Rolling resistance ( hambatan yang ditemui pada jalan yang dilalui ). Bila kondisi jalan sangat jelek misal nyajalan berlumpur , berkrikil , berpasir dan sebagai nya , maka hambatan tsb semakain besar sehingga dibutuhkan tenaga yang lebih besar pula . Beban yang lebih berat dan diangkut pada jalan yang jelek, hambatan yang timbul menjadi semakin besar.
Pada tabel dibawah ini menunjukan beberapa Kilogram hambatan pada beberapa kondisi jalan tertentu per 1.000 KG GVW
- Pasir kering 250 kg
- Jalan batu kerikil 130 kg
- Jalan berbatu tidak rata 80 kg
- Jalan batu yang diratakan 30 kg
- Jalan aspal / beton 10 kg
GRADE RESISTANCE.Grade resistance berarti adalah usaha yang dibutuhkan untuk melawan gaya berat truck misalnya pada saat menanjak . Untuk menghitung grade resistance secara sederhana dapat dituliskan dengan mengalikan GVW dengan prosentase kemiringan . Beban yang lebih besar pada jalan yang miring tajam mempunyai grade resistance yang lebih besar pula . Grade ( derajat ) kemiringan dituliskan menggunakan persent , untuk menghitung grade adalah dengan membagi antara tinggi kemiringan dan panjang lereng kemudian dikalikan 100 % .
Contoh :
Bila tinggi kemiringan adalah 9 meter dan panjang lereng 150 meter , maka % grade resistance nya adalah 9 X 100 % = 6 % . 150
Contoh perhitungan :
ISUZU NKR 71 mempunyai GVW 7.000 Kg , maka grade resistan nya 7.000 Kg X 6 % = 420 Kg , ini sama saja dengan grade resistance 10 Kg pada GVW 1.000 Kg dengan kemiringan 1 % . Tetapi pada tanjakan 6 % hal ini belum termasuk rolling resistance , katakanlah tanjakan tersebut asphalt keras yang mempunyai rolling resistance 10 Kg pada 1.000 Kg GVW , pada grade resistance 6 % = rolling resistance + grade resistance menjadi = 70 Kg pada 1000 Kg GVW .
Jadi ISUZU NKR 71 tersebut dengan GVW 7.000 Kg pada tanjakan 6 % mempunyai total resistance sbb :
10 Kg ( rolling resistance ) + 60 Kg ( grade resistace )
= 70 Kg ( Kombinasi rolling resistance + grade resistance )
7 x ( 7.000 Kg : 1.000 Kg )
= 490 Kg ( total resistance )
GRADIENT CONVERSION
Ada dua macam bentuk persentase grade yaitu :
1.Sinus rule ( hukum sinus )
Sinus 1 % = Tinggi lereng 1 meter berbanding dengan 100 meter panjang
kemiringan lereng.
2. Tangent rule ( Hukum tangent )
Tangen 1 % = tinggi lereng 1 meter berbanding dengan 100 meter panjang sisi datar lereng.
Tahanan udara bervariasi sesuai dengan kecepatan kendaraan dan luas permukaan depan kendaraan , untuk menambah kecepatan dari 60 Km / jam sampai 70 Km / jam dibutuhkan tenaga extra 10 PS apabila luas permukaan kendaraan 8.5 m2 akan tetapi untuk menambah kecepatan dari 100 Km / Jam sampai 110 Km / Jam dibutuhkan tenaga extra sebesar 26 PS hampir 3 kali lebih besar , maka tahanan udara akan berlipat ganda pada kecepatan yang semakin tinggi.
Faktor - faktor yang menenetukan kemampuan kendaraan untuk mengatasi hambatan adalah :
- Tenaga kuda ( PS ) dan Torsi
- Perbandingan gigi transmisi
- Perbandingan gigi differential
- Tire rolling radius.
Tenaga kuda ( horse power ) adalah kemampuan sebuah mesin untuk melakukan sebuah pekerjaan dalam batas Suatu waktu . Satu tenaga kuda adalah kemampuan untuk mengangkat beban seberat 75 Kg sejauh 1 meter dalam waktu 1 detik , tenaga kuda menentukan seberapa jauh sebuah kendaraan dapat bergerak dalam arti jarak atau kecepatan nya.
Torsi yang dihasilkan suatu mesin dikalikan dengan perbandingan gigi transmisi dan gigi gardan.
Gigi ini bekerja seperti tuas pengungkit, Semakin besar perbandingan gigi, maka torsi yang dihasilkan akan semakin besar juga.
Torsi yang dihasilkan oleh sebuah mesin dilipat gandakan oleh gigi yang berada di transmisi dan gardan .
Gigi ini dapat disamakan dengan sebuah tuas pengungkit yaitu menambah torsi .
Truck sendiri mempunyai perbedaan permintaan sesuai dengan kondisi jalan misalnya : dibutuhkan suatu Torsi yang besar pada saat kendaraan mulai bergerak , saat menanjak , saat melewati jalan becek atau jalan berpasir dibandingkan dengan jalan aspal yang baik.
Perbedaan gear ratio memberikan tenaga extra pada saat dibutuhkan untuk mengatasi kondisi jalan seperti diatas .
Contoh nya , pada transmisi MYY 5T mempunyai gear ratio pada gigi 1 = 5,513 , ini berarti Torsi Mesin yang meleawati transmisi tersebut dilipatgandakan / dikalikan dengan 5,513. Seperti hal nya dengan transmisi , rear axle ratio sama seperti dengan pengungkit untuk memperbesar Torsi Mesin , Bila sebuah truck mempunyai rear axle ratio 6,142 ini berarti Torsi Mesin yang melewati gardan akan dilipatgandakan / dikalikan lagi dengan 6,142 .
TIRE ROLLING RADIUS
Tire rolling radius adalah ukuran jari jari ban atau setengah dari diameter ban misal nya ban berukuran 7.50 – 16 – 12 PR mempunyai tire rolling radius sebesar 0,383 meter. Tire rolling radius berpengaruh terhadap gaya traksi / dorong pada roda , menggunakan ukuran ban yang lebih besar maka gaya dorong nya akan berkurang sehingga mengurangi kemampuan kendaraan , Jangan lupa pula bahwa ukuran ban yang kecil memepunyai kapasitas membawa muatan yang kecil pula sehingga penyesuaian ukuran ban sangat penting sekali ( lihat tabel Tire load capacity ) , disamping itu juga menggunakan ban yang berukuran besar akan menambah kecepatan jika dioperasikan pada rpm yang sama .
TRACTIVE FORCE
Tenaga yang diputar oleh ban diatas jalan adalah Torsi Mesin yang dilewatkan melalui Kopeling , Transmisi , Propeller shaft , Rear Axle , Roda dan Ban sehingga kendaraan dapat berjalan . Gesekan yang ditimbulkan oleh kampas kopeling , gigi gigi didalam Transmisi , Propeller shaft , Gardan , Axle Shaft dan bearing menyebabkan kerugian gesek , kerugian ini dikompensasikan dengan suatu effisiensi faktor dalam perhitungan , Direct drive pada transmisi menggunakan effisiensi faktor 0,90 Sedangkan untuk gigi yang lain nya menggunakan effisiensi faktor 0,92 , Rumus dibawah ini digunakan untuk menghitung tractive force.
Tractive force = Eng. torque X Effeciency Factor X Trans ratio X Axle Ratio
Tire rolling radius
Contoh hitungan
Isuzu NKR 71 mempunyai torsi maximum 31 Kg.m , pada posisi gigi 4 transmisi nya mempunyai gear ratio 1,000 dan Axle ratio 6,142 sedangkan ban yang digunakan ukuran nya 7.50 – 16 – 12 PR , berapa Kg tractive force nya.
Tractive force = 31 X 0,92 X 1,000 X 6,142 = 457 Kg.
0,383
Jadi tractive force atau gaya traksi / gaya dorong pada roda belakang sebesar 457 Kg , ini dapat dijadikan gambaran umum seberapa berat sebuah kendaraan dapat mengangkut beban dan kemampuan menanjak nya .
NKR 71 tadi dengan GVW 7.000 Kg jika dioperasikan pada jalan raya yang mempunyai rolling resistance 70 Kg yang didapat dari 10 X ( 7.000 : 1.000 ) , maka kendaraan tersebut masih mempunyai tenaga cukup besar untuk mengatasi rolling resistance yang hanya 70 Kg saja dibandingkan dengan Tractive force yang dihasilkan nya sebesar 457 Kg.
Jika dalam kasus yang sama NKR 71 tersebut menanjak pada kemiringan 6 % ( +/- 3,5 derajat ) maka NKR 71 mempunyai total resistance ( rolling resistance + grade resistance ) sebesar 10 Kg + ( 6 X 10 Kg ) = 7 0 Kg X 7 = 490 Kg . Ini lebih besar dari tractive force yang menggunakan gigi 4 sebesar 457 Kg dengan demikian NKR 71 menggunakan gigi 4 tidak dapat menanjak pada kemiringan 6 % . Sehingga diperlukan pemindahan gigi dari gigi 4 ke gigi 3 yang mempunyai ratio sebesar 1,655 maka akan didapatkan
Tractive force = 31 X 0,90 X 1,655 X 6,142 = 740 Kg.
0,383
Pada posisi ini NKR 71 baru mampu menanjak .
TRACTIVE FACTOR
Tractive factor adalah suatu cara untuk mengukur kemampuan sebuah truck jika mempunyai GVW yang telah ditentukan , Tractive factor diperoleh dengan membagi tractive effort pada satuan 1000 Kg GVW , seperti contoh diatas maka tractive factor pada posisi gigi 3 adalah 740 Kg Tractive force : 7 ( GVW dalam satuan 1.000 Kg ) = 105,71 Tractive Factor . Ini berarti bahwa ada 105 tractive Factor pada setiap 1000 Kg GVW . Apabila Tractive factor sudah diketahui , maka daya tanjak dapat ditentukan dengan menggunakan cara yang lebih mudah . Masih melanjutkan contoh kasus diatas maka bila NKR 71 tersebut berjalan di jalan raya yang mempunyai rolling resistance 10 Kg / 1000 Kg GVW maka secara sederhana daya tanjak dapat di cari sebagai berikut ( 105 – 10 ) : 10 = 9,5 % ( 5,5 derajat ) informasi demikian ini sangat dibutuhkan oleh calon pembeli yang mengerti mengenai truck , karena dengan mudah dapat membandingkan kemampuan truck pada posisi gigi tertentu .
DAYA TANJAK
Kemampuan menanjak suatu kendaraan mempunyai pengertian bahwa kendaraan dapat menanjak pada ketinggian tertentu dengan spesifikasi dan GVW yang telah ditentukan . Apabila Tractive factor sudah diketahui maka daya tanjak dapat ditentukan dengan menggunakan cara yang lebih mudah .
TRACTIVE FACTOR
Tractive factor adalah suatu cara untuk mengukur kemampuan Daya tanjak sebuah truck jika mempunyai GVW yang telah ditentukan , Tractive factor diperoleh dengan membagi tractive effort pada satuan 1000 Kg GVW , seperti contoh diatas maka tractive factor pada posisi gigi 3 adalah 740 Kg Tractive force : 7 ( GVW dalam satuan 1.000 Kg ) = 105,71 Tractive Factor Ini berarti bahwa ada 105 tractive Factor pada setiap 1000 Kg GVW . Apabila Tractive factor sudah diketahui , maka daya tanjak dapat ditentukan dengan menggunakan cara yang lebih mudah . Masih melanjutkan contoh kasus diatas maka bila NKR 71 tersebut berjalan di jalan raya yang mempunyai rolling resistance 10 Kg / 1000 Kg GVW maka secara sederhana daya tanjak dapat di cari sebagai berikut ( 105 – 10 ) : 10 = 9,5 % ( 5,5 derajat ) informasi demikian ini sangat dibutuhkan oleh calon pembeli yang mengerti mengenai truck , karena dengan mudah dapat membandingkan kemampuan truck pada posisi gigi tertentu . Hanya sebenar nya secara lebih teliti daya tanjak dapat dicari dengan rumus :
DAYA TANJAK % = T X TR X AR X 92 ( 90 ) : RT X GVW – ( RR : 10 ) , angka 92 untuk direct drive sedangkan 90 untuk yang lain nya dari efficiency factor 0,90 atau 0,92 dikalikan 100 .
Contoh hitungan : NKR 71 mempunyai GVW 7 Ton Rear axle ratio 6,142 ukuran ban 7.50 – 16 – 12 PR ( tire rolling radius 0,383 ) torsi 31Kg.m posisi gigi3 ratio nya 1,655 di jalan asphalt rolling resistance nya 10 Kg. Maka kemampuan Daya tanjak nya ( 31 X 1,655 X 6,142 X 90 ) : ( 0,383 X 7000 ) - ( 10 : 10 ) = 10,57 % atau berkisar 6 derajat .
Pada kondisi jalan pegunungan berapa GVW yang dapat di angkut , dapat dicari dengan rumus sebagai berikut .
GVW = ( TR X AR X 90 X T ) : ( % Grade + RR ) X ( RT )
Contoh hitungan :
NKR 71 dengan transmisi MYY 5T ratio pada gigi 1 = 5,315 , Rear Axle ratio 6,142 , Torsi 31 Kg.m , menanjak pada ketinggian 25 % ( 14 derajat ) dengan jalan berbatu RR 80 Kg dengan ukuran ban 7,50 – 14 – 12 PR ( RT 0,383 ) , pertanyaan nya adalah berapa Kg GVW yang dapat diangkut.
GVW = ( 5,315 X 6,142 X 90 X 31 ) : ( 25 + 8 ) X ( 0,383 ) = 7206 Kg.
Kecepatan kendaraan di jalanan di tentukan oleh putaran mesin , ratio gigi transmisi , ratio rear axle dan ukuaran ban dimana faktor 2 dan 3.14 dikalikan dengan rolling radius ban diberikan untuk keliling ban , faktor 60 karena putaran roda per jam , faktor 1000 di dapatkan dari 1 Kilometer = 1.000 meter kombinasi faktor faktor tersebut di ganti dengan angka 2,65 sehingga didapatkan rumus seperti diatas .
Contoh hitungan :
NKR 66 kecepatan putaran maximum nya sebesar 3200 RPM , bila dijalankan pada posisi gigi 4 ( ratio transmisi nya = 1 ) maka kecepatan kendaran nya adalah :
3.200 X 0,383 : 1 X 6,142 X 2,65 = 75 Km/jam . Sedangkan bila di jalankan pada gigi 5 menjadi = 105 Km/jam .
PUTARAN MESIN.
Kebalikan nya , untuk menentukan putaran mesin dapat dicari dengan rumus RPM = V X TR X AR X 2,65
RT
RPM = 105 X 0,721 X 6,142 X 2,65
0,383
= 3217 RPM
KECEPATAN KENDARAAN PADA WAKTU MENANJAK.
Untuk menentukan kecepatan kendaraan pada waktu menanjak harus dibuat dua perhitungan , pertama menentukan Torque yang dibutuhkan dan kedua menentukan kecepatan saat torque tersebut dihasilkan .
TORQUE = ( % Grade + RR/10 ) X RT X GVW
TR X AR X 90 atau 92 .
Contoh :
NKR 66 menanjak di tanjakan sebesar 6% jalan asphalt , GVW 7000 Kg pada posisi gigi 4 , rear axle ratio 6,142 , ukuran ban 7.50 – 16 – 12 PR maka torque yang di butuhkan = ( 6 + 10/10 ) X 0,383 X 7.000
1 X 6,142 X 92
= 33,21 Kg.m .
Padahal NKR 71 mempunyai Torque maksimum sebesar 31 Kg.m , sehingga NKR 71 tidak dapat menanjak pada tanjakan 6 % dengan posisi gigi IV , maka dibutuhkan gigi ke posisi gigi III Ratio nya 1,655 dengan faktor effisiensi dirubah menjadi 90 karena dihitung pada posisi gigi III , maka menjadi :
( 6 + 10/10 ) X 0,383 X 7.000
1,665 X 6,142 X 90
= 20,39 Kg.m
Menurut hitungan diatas , maka kecepatan maksimum NKR 71
3.200 X 0,383
1,665 X 6,142 X 2,65
= 45,22 Km / Jam .
Torsi mesin dapat disamakan dengan perumpamaan gambar diatas , bila sebuah derek dengan garis tengah lingkaran nya 0,5 meter dan mempunyai engkol sepanjang 1 meter digunakan untuk mengangkat beban seberat 100 Kg sedangkan operator nya membutuhkan tenaga 50 Kg untuk memutar derek tersebut , maka operator menghasilkan torque sebesar 50 Kg.m .
HUBUNGAN ANTARA TORSI DENGAN TENAGA KUDA.
Titik optimum mesin untuk sebuah kendaraan adalah kemampuan nya untuk mencapai Torsi setinggi mungkin pada setiap tingkat kecepatan . Tenaga kuda tertinggi hanya diperguakan jika dibutuhkan untuk kecepatan tinggi di jalan raya dan pada umum nya kendaraan komersial tenaga kuda maksimum jarang dipergunakan . Truck biasanya dioperasikan dibawah kecepatan maksimum , sehingga tenaga kuda tidak begitu penting bila dibandingkan dengan Torsi , justru Torsi inilah yang seharus nya jadi perhatian bila mempertimbangkan kemampuan sebuah mesin . Walaupun demikian ada hubungan langsung antara Torsi dan Tenaga Kuda . Tenaga Kuda = Torsi x rpm : 716,2 atau Torsi = 716,2 x Tenaga kuda : RPM .
Diagram kemampuan kendaraan Isuzu diatas sebenar nya merupakan
gabungan dari 3 buah diagram yaitu :
Diagram kecepatan ( Speed )
Diagram daya sentak ( Tractive Force )
Diagram hambatan kecepatan .
Untuk lebih jelas nya saudara diminta untuk mengisi kolom kolom yang
Kosong di bawah ini :
1 . Daya tanjak maximum kendaraan adalah ( …………………………….. ) .
dengan kecepatan ( ……………………………… ) Km / Jam .
2. Pada tanjakan 3 % kecepatan kendaraan maksimum adalah
( ………………………….. ) Km/Jam dan menggunakan gigi ( ……………. ).
3. Waktu kendaraan berjalan pada kecepatan 60 Km/jam dan mengunakan
gigi 5 di jalan datar , maka daya sentak yang di gunakan sebesar ( …… )
Kg , sehingga pada diagram terlihat kelebihan daya sebesar ( ……. ) Kg .
4. Kecepatan kendaraan maksimum adalah ( ……….. ) Km/Jam , yaitu
menggunakan gigi ( ……. ) dan putaran mesin sebesar ( ……….. ) RPM .
Grafik ini menunjukkan hubungan antara kecepatan laju kendaraan dengan putaran mesin pada setiap gigi
dan dapat dihitung dengan rumus dibawah ini .
V = 2 X 3,14 X 60 X N
10³ X TR X AR
atau
V = RT X RPM
TR X AR X 2,65 .
Gerafik ini menunjukan gaya traksi pada setiap gigi dengan kecepatan dan
tidak mempunyai hubungan dengan berat kendaraan & bentuk kendaraan.
Gaya Traksi dapat dihitung dengan rumus dibawah ini .
F = T x 0,9 X TR X AR
R
F = Daya traksi ( Kg ).
T = Torsi Mesin ( Kg .m )
TR = Gear Ratio Transmisi .
AR = Gear ratio Gardan
R = Jari Jari Ban
Gerafik ini menunjukkan hubungan antara running speed , running resistance dan gradient.
Running resistance akan bertambah sesuai dengan kecepatan kendaraan dan daya tanjak ( Gradient ).
Running resistance dapat dihitung dengan rumus di bawah ini .
RR = ( W x 0,01 ) + ( S X 0,004 X V² ) + ( W Sin Ø )
RR = Running resistance
W = Vehicle Weight .
S = Vehicle frontal area ( m² )
V = Vehicle Speed ( Km/h )
Ø = Gradient ( deg )
No comments:
Post a Comment