Menghitung perbandingan gigi – salah satu kompone powertrain
kendaraan adalah transmisi. Transmisi merupakan komponen penghubung putaran
dari mesin ke gardan yang juga memiliki fitur reduksi. Fungsi reduksi pada
tranmisi ditujukan untuk memanipulasi moment output yang dihasilkan oleh mesin.
Melalui transmisi ini, sebuah mobil bisa memiliki moment cukup besar.
Baca pula ; Pinsip kerja transmisi manual pada mobil
Namun, bagaimana bisa transmisi memperbesar torsi output
dari mesin ? transmisi menggunakan prinsip perubahan perbandingan roda gigi
untuk melakukan pengubahan torsi mesin. Jadi, didalam tranmisi akan tersedia
banyak sekali rangkaian roda gigi yang bisa diputus-sambungkan tergantung
posisi tuas transmisi.
Saat kita pilih gigi 1 atau dua, maka perbandingan roda gigi
akan besar dan ini membuat torsi output dari mobil meningkat. Sebaliknya,
ketika kita pilih gigi tertinggi misal gigi 6 maka torsi menjadi menurun namun
RPM output menjadi lebih besar.
Lantas bagaimana perhitungan rasio roda gigi pada setiap kecepatan transmisi ?
Apabila anda melihat ilustrasi diatas, seharusnya anda akan
paham kalau dua roda gigi tersebut diputar pasti RPMnya berbeda meski keduanya
terkait. Mengapa berbeda ? karena jumlah roda gigi kedua gear tersebut juga
berbeda.
Pada roda gigi A memiliki jumlah mata gigi 12 sementara roda
gigi B memiliki mata gigi 20. Artinya saat roda gigi A berputar satu kali, maka
roda gigi B hanya menempuh 12 mata gigi dan masih ada sisa 8 roda gigi untuk
dikatakan satu putaran penuh.
Dari sini bisa kita simpulkan kalau rumus perbandingan roda
gigi adalah Driven gear : Drive gear. Atau dari ilustrasi diatas maka rumusnya
B : A.
Sehingga kalau dihitung,
Jadi bisa disimpulkan saat roda gigi B berputar 1 kali maka
roda gigi A berputar 1,66 kali.
Bagaimana Aplikasinya Terhadap Transmisi ?
Pada transmisi manual, kita mengenal beberapa roda gigi
antara lain roda gigi input, roda gigi conter dan roda gigi output. Maka kalau
diilustrasikan akan seperti pada gambar dibawah ini,
A = roda gigi input
B = Driven conter gear
C = Drive conter gear
D = Roda gigi output
Jadi rumusnya seperti ini
Perhitungan Gear Ratio Pada Transmisi Manual 3 Percepatan
Pada contoh ini, akan kita berikan contoh perhitungan
perbandingan gigi transmisi pada transmisi manual 3 percepatan.
Keterangan :
Gigi A = 20 mata gigi
Gigi B = 30 mata gigi
Gigi C = 20 mata gigi
Gigi D = 25 mata gigi
Gigi E = 30 mata gigi
Gigi F = 15 mata gigi
Gigi G = 10 mata gigi
Gigi H = 40 mata gigi
1. Gear rasio posisi percepatan 1
Dengan rumus diatas maka gear ratio pada percepatan satu
adalah B/A x H/G = 30/20 x 40/10 = 6
Dengan kata lain, untuk memutar poros output satu kali
putaran diperlukan enam kali putaran poros input.
2. Gear rasio percepatan 2
Rumus gear ratio B/A x E/F = 30/20 x 30/15 = 3
Dengan kata lain, untuk memutar poros output transmisi satu
putaran penuh, diperlukan putaran input sebanyak 3 kali.
3. Gear rasio percepatan 3
Rumus gear ratio B/A x D/C = 30/20 x 25/20 = 1,7
Dengan kata lain untuk memutar poros output transmisi satu
putaran penuh, diperlukan putaran input sebanyak 1,7 kali putaran.
4. Gear ratio posisi mundur
Pada posisi mundur, ada sedikit perbedaan rumus karena roda
gigi yang berkaitan saat posisi mundur itu bukan hanya 4 namun mencapai 5. Sehingga
ada tiga perkalian yang akan kita hitung. Rumusnya seperti berikut
B/A x D/C x E/D atau bila disederhanakan menjadi B/A x E/C
Apa hubungannya rasio gigi dengan torsi mobil ?
Seperti yang kita ketahui, torsi atau momentum memiliki
satuan Nm yang artinya torsi ini merupakan hasil perkalian antara gaya dan
panjang lengan. Apabila kita memperbesar gaya maka momen yang dihasilkan juga
menjadi semakin besar, begitu pula saat kita memperpanjang panjang lengan maka
semakin besar pula momen yang dihasilkan.
Pada roda gigi, diameter roda gigi berperan sebagai lengan. Sementara
gaya itu dihasilkan dari poros input transmisi. Sementara, semakin banyak mata
gigi pada sebuah roda gigi maka diameternya juga semakin panjang.
Ini bisa diartikan bahwa semakin banyak jumlah roda gigi
pada driven gear, maka semakin panjang pula diameter driven gear, maka moment
yang dihasilkan juga semakin besar.
Hal ini bisa kita lihat pada saat sebuah mobil menanjak. Apakah
kita pakai gigi 5 atau bahkan 6 saat menanjan ? tentu tidak. Para pengemudi
memilih posisi gigi 3 atau bahkan 2 saat akan menanjak. Ini karena saat
menanjak, yang diperlukan adalah torsi yang besar bukanlah kecepatan putaran
roda.
Sehingga dengan memilih posisi gigi 2 maka kecepatan akan
menurun namun mobil kuat menanjak. Sebaliknya, ketika kita berada pada jalan
tol, karena posisinya lurus dan tidak naik turun maka momentum mobil itu sudah
besar. Yang dibutuhkan adalah RPM tinggi agar mobil bisa melaju dengan kencang,
sehingga pengemudi memilih posisi gigi lebih tinggi misal posisi 6.
Demikian artikel lengkap dan jelas mengenai cara menghitung
gear ratio transmisi manual pada mobil. Semoga bisa menambah wawasan kita dan
bermanfaat bagi kita semua.