Posted by: prihadisetyo | June 24, 2009

MENGAPA MOTOR ATAU MOBIL BUTUH VERSNELLING?

Mesin motor atau mobil, sebagai penggerak utama beban agar bisa bergerak dengan percepatan dan kecepatan tertentu butuh persyaratan. Syaratnya adalah kurva hubungan antara torsi dengan putaran harus memiliki karakteristik tertentu, yaitu torsi tinggi pada putaran rendah dan turun bila putaran meningkat. Hal ini dibutuhkan karena pada saat start dibutuhkan gaya dorong besar agar dapat melawan beban gesek yang besar sehingga diperoleh percepatan yang besar pula. Semakin tinggi kecepatannya, gaya dorong mengecil tapi hambatan angin meningkat, namun gaya dorong total yang dibutuhkan tidak tinggi sehingga torsi mesin tidak perlu tinggi, kecuali bila di tanjakan. Motor yang memiliki kurva karakteristik seperti ini disebut motor traksi, yang dimiliki oleh motor listrik DC, yang pada umumnya dipakai sebagai penggerak utama kereta api cepat yang memang memerlukan gaya dorong atau torsi sangat besar untuk menggerakkan awal (start) rangkaian kereta yang cukup panjang. Karakteristik motor DC diberikan pada gambar berikut.

DC Motor curveDari gambar tersebut nampak bahwa hubungan torsi dengan putaran (rpm) memenuhi karakteristik dari motor traksi sehingga motor DC ini cocok sekali untuk penggerak utama kendaraan darat. Bagaimana dengan karakteristik motor bensin atau diesel? Gambar berikut merupakan contoh karakteristik motor bensin, diberikan antara torsi dan daya sebagai fungsi dari putaran mesin.

Torsi motorDari gambar tersebut nampak bahwa karakteristik torsi terhadap putaran berlawanan dengan motor traksi di putaran rendah sehingga sangat tidak cocok untuk penggerak kendaraan darat yang butuh torsi atau gaya dorong tinggi saat start (putaran rendah). Agar memenuhi kriteria sebagai motor traksi, maka dibutuhkanlah versnelling, yaitu kumpulan pasangan roda gigi (gear box) yang dapat mengubah torsi agar di putaran rendah tersebut torsinya menjadi tinggi. Caranya adalah dengan mengurangi putaran (artinya melalui pasangan roda gigi torsi mesin ditingkatkan dengan menurunkan putaran roda gigi output), dalam hal ini biasanya disebut versnelling 1. Apabila kendaraan sudah jalan dan tidak membutuhkan gaya dorong yang tinggi, putaran roda gigi output yang akan menggerakkan roda dikurangi sehingga torsinya turun. Demikian seterusnya sampai versnelling 5, misalnya, dimana putaran engine justru lebih rendah dibanding putaran rodagigi output yang menggerakkan roda penggerak. Hasil perubahan torsi terhadap putaran untuk versnelling 1 hingga 5 diberikan secara ilustrasi pada gambar berikut (warna biru).

Torsi motor 1Jika diperhatikan, apabila bagian kanan setiap puncak torsi hasil perubahan gigi dihubungkan, nampak sekali bahwa sekarang hubungan torsi dengan putaran akan menjadi mendekati karakteristik motor traksi, yaitu pada putaran rendah memiliki torsi yang tinggi dan menurun dengan naiknya putaran mesin. Nah itulah gunanya versnelling, yaitu mengubah karakteristik torsi vs putaran mesin menjadi yang mendekati karakteristik yang dimiliki oleh motor listrik DC yang merupakan penggerak ideal  kendaraan darat.

Kadangkala untuk beban berat seperti bus, truk, trailer, traktor dan lain-lain perlu perbandingan gigi lebih dari 5 sehingga versnellingnya lebih dari 5 tingkat. Bahkan seperti telah saya katakan tadi untuk kereta api, karena saking tingginya gaya dorong yang dibutuhkan saat start, versnelling tidak dapat memenuhinya. Oleh karena itu untuk log lokomotif justru dari diesel dipakai untuk menggerakkan generator listrik DC yang akan dipakai untuk menjalankan motor listrik DC yang akan dipakai sebagai penggerak utama rodanya, karena hanya motor DC inilah yang paling cocok sebagai penggerak kereta api. Jadi motor diesel di lokomotif tidak dipakai langsung sebagai penggerak roda. Makanya kalau kita perhatikan kereta api super cepat seperti TGV, Sinkansen dll penggerak utamanya justru listrik, karena dari jaringan listrik tersebut langsung dapat dipakai untuk menggerakkan motor DC yang berfungsi sebagai penggerak utama roda kereta api cepat tersebut. Semoga bermanfaat.


Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Categories

%d bloggers like this: