BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Di era globalisasi ini masyarakat pada umumnya dimanjakan dengan hal-hal yang sifatnya praktis. Hal ini tidak mengherankan karena banyaknya perkembangan teknologi yang seolah tanpa henti terja akhir-akhir ini. Salah satu teknologi yang sangat vital dalam kemajuan teknologi dunia adalah mesin. Ratusan atau bahkan ribuan tahun lalu mungkin tak pernah terpikir bahwa akan ada suatu alat yang dapat mempermudah pekerjaan kita yaitu mesin. Namun hal tersebut berubah ketika satu-persatu ilmuwan lahir dan menemukan mesin-mesin yang berguna hingga sekarang ini.
Seiring kemajuan jaman dan teknologi banyak penemuan-penemuan terbaru yang manfaatnya bisa dirasakan dalam kehidupan sehari-hari. Mesin sendiri terdiri dari komponen-komponen yang memiliki fungsi tertentu yang berguna agar mesin tersebut dapat berjalan sesuai dengan tujuan awalnya. Mengingat betapa pentingnya mesin dan komponen di dalamnya maka perlu dipahami juga tentang elemen-elemen pada mesin-mesin tersebut. Salah satu elemen mesin yang penting dan mempunyai peran vital adalah roda gila. Maka dari itu untuk lebih memperdalam tentang bahasan-bahasan pada roda gila, maka penulis membuat makalah yang berjudul “Roda Gila”
1.2 Rumusan Masalah
1.2.1 Apa yang dimaksud dengan dengan roda gila? 1.2.2 Apa fungsi roda gila?
1.2.3 Apa yang dimaksud dengan koefisien fluktuasi pada roda gila? 1.2.4 Bagaimana aplikasi roda gila mesin?
1.3 Tujuan
1.3.1 Untuk mengetahui apa yang dimaksud dengan roda gila 1.3.2 Untuk mengetahui fungsi dari roda gila.
BAB II PEMBAHASAN 2.1 Pengertian Roda Gila
Roda gila adalah sebuah piringan roda besi yang dipergunakan sebagai suatu reservoir (penyimpan) energi di dalam mesin. Pada saat tenaga mesin bertambah, putarannya bertambah, dan tenaga tersebut tersimapan dalam roda gila. Pada saat mesin kekurangan tenaga, roda gila tersebut akan memberikan tenaganya. Tenaga yang disimpan dalam roda gila berupa tenaga kinetik yang besarnya:
T = I ω2
I = momen inersia roda gila terhadap sumbu putarnya
Pemakaian sebuah roda gila akan memungkinkan mesin beroperasi dengan variasi kecepatan yang minimum (mempermulus kerja mesin) karena roda gila akan bekerja sebagai suatu reservoir untuk menyerap energi yang berlebihan selama periode saat disuplai energi yang berelebihan, dan didistribusikan kembali ketika energi yang disuplai tidak mencukupi untuk beban pada mesin.
Gambar: roda gila
2.2 Fungsi Roda Gila
a. Menyimpan putaran mesin jika kelebihan tenaga dan menyuplai tenaga mesin jika terjadi kekurangan tenaga. Hasilnya adalah didapatkan putaran mesin yang stabil.
Roda gila dapat menyimpan energi mekanik putaran mesin mobil dalam kurun waktu yang singkat.
b. Sebagai tempat pemasangan clutch. Clutch terpasang pada roda gila berikut tempurung yang seputar sisi sekrupnya pada roda gila. Permukaan salah satu roda gila dibubut sangat halus. Jadi disamping sebagai alat untuk meneruskan atau menyalurkan tenaga dari mesin ke poros gardan melalui clutch.
c. Memberikan start awal putaran mesin dengan memasang ring gear pada sisi luar lingkaran roda gila. Ring gear ini terhubung dengan pinion gear motor starter ketika mesin mobil distater dari kunci kontak.
2.3 Koefisien Fluktuasi
Koefisien fluktuasi adalah variasi kecepatan yang diperlukan roda gila (flywheel) yang didefinisikan sebagai:
Di mana:
ω1 = kecepatan sudut maksimum roda gila
ω2 = kecepatan sudut minimum roda gila
ω = kecepatan sudut rata-rata roda gila
v1 = kecepatan maksimum suatu titik tertentu di roda gila
v2 = kecepatan minimum titik yang sama di roda gila
v = kecepatan rata-rata titik yang sama di roda gila
Koefisien yang umumnya digunakan bervariasi dari sekitar 0,2 untuk pompa-pompa dan mesin-mesin pemecah samapai sekitar 0,003 untuk generator arus bolak-balik.
2.4 Menentukan Berat Roda Gila Apabila:
ω2 = kecepatan sudut minimum roda gila (fly wheel)
Io = momen kelembaman roda gila (flywheel), terhadap sumbu putarnya
Maka perubahan tenaga kinetic roda gila (flywheel), pada kecepatan maksimum dan kecepatan minimum dapat dituliskan persamaan sebagai berikut:
Bila :
K = radius girasi roda gila (fly wheel) terhadap sumbu putarnya W = berat roda gila (fly wheel)
Maka :
Sehingga :
Apabila r adalah jari-jari roda gila (fly wheel), dan berat roda gila (fly wheel), dianggap terkonsentrasi pada jari-jari rata-ratanya, maka :
Dengan mempertimbangkan bagian-bagian lain yang ikut berputar, maka berat roda gila (fly wheel) yang diambil hanya 90%, dari berat hasil perhitungan.
Dan dengan mempertimbangkan gaya centrifugal yang diambil akibat putaran, maka kecepatan maksimum untuk roda gila (fly wheel) dengan matrial baja adalah, v= 40 m/detik dan material besi tuang adalah v= 30m/detik
Dimana langkah tenaga hanya satu kali setiap empat langkah torak, sehingga torsi (momen putir) yang dihasilkan menjadi besar pada langkah tenaga, dan pada tiga langkah lainnya kecil, akibatnya putaran mesin menjadi tidak rata. Penggunaan roda gila (fly wheel), agar putaran mesin yang dihasilkan menjadi rata.
• Mesin pembuat lubang (punch)
Bila setiap putaran mesin menghasilkan sebuah lubang, maka tenaga yang diperlukan besar sekali. Dengan adanya roda gila (fly wheel), maka tenaga tersimpan terlebih dahulu, berupa tenaga kinetik roda gila. Setelah tenaga yang tersimpan pada roda gila cukup besar, kemudian dilepas untuk membuat lubang. Dengan demikian tenaga yang diperlukan cukup kecil, karena tidak setiap putaran mesin menghasilkan sebuah lubang.
• Pada Clutch Mobil
Roda gila (flywheel) merupakan salah satu komponen dalam sistem clutch manual pada mesin mobil. Lokasi roda gila pada sistem clutch dapat dilihat pada gambar di bawah ini :
Roda gila meneruskan sekaligus menyimpan energi dari Crank Shaft (kruk as) mesin saat mesin hidup (berputar), Plat clutch (clutch disk) menjadi satu-satunya perantara tenaga mesin dengan Porseneleng kita yang akhirnya tenaga ini akan diteruskan ke roda. Sedangkan dekrup (clutch cover) bekerja sebagai pengatur kapan tenaga mesin diteruskan dan kapan tenaga mesin tidak diteruskan, hal ini dilakukan oleh kaki kita
Roda gila dekrup Drek lahar Plat clutch
saat menginjak atau melepas pedal clutch melalui perantara Drek lahar (clutch release bearing)
Catatan : Dekrup di ikat dengan 6 (biasanya) baut terhadap fly wheel. plat clutch menjadi pengisi bagian tengah antara fly wheel dengan dekrup. Pada bagian tengah plat clutch terdapat lubang bergigi yang akan masuk kedalam As blender sebagai penerus tenaga dari plat clutch ke Gearbox porseneleng.
Ketika kaki tidak menginjak pedal clutch
Ketika kaki kita tidak menginjak pedal clutch , dengan melihat susunan di atas maka bantalan dekrup akan menekan plat clutch terhadap roda gila sehingga seolah – olah roda gila, plat clutch dan dekrup menjadi satu kesatuan sebagai benda rigid.
Sehingga apabila roda gila berputar 10 rpm maka demikian pula dengan plat
clutchnya. Dengan cara inilah tenaga dari mesin dapat di transfer ke dalam Gearbox porseneleng (melalui as blender) yang pada akhirnya diteruskan ke roda.
Ketika kaki menginjak pedal clutch :
Ketika kaki pengemudi menginjak pedal clutch, maka drek lahar mendorong kuku atau tuas dari dekrup sehingga bantalan dekrup yang menekan plat clutch dan roda gila terangkat. ketika terangkat inilah posisi dikatakan free.
Dimana perputaran dari roda gila tidak di ikuti oleh perputaran dari plat clutch. sehingga tenaga dari mesin tidak sampai pada gearbox porseneleng. Pada saat ini perpindahan gigi dari porseneleng dapat dilakukan. Di dalam gearbox porseneleng inilah tenaga dari mesin di atur sedemikian hingga sesuai dengan kebutuhan pengemudi melalui rasio gigi.
Motor starter mengubah tenaga listrik dari baterai menjadi tenaga putar. Putaran motor starter tersebut digunakan untuk memutar poros engkol (crank shaft) melalui roda gila agar motor dapat dihidupkan. Poros engkol adalah komponen mesin untuk mengubah gerak naik turun piston menjadi gerak putar. Bagian tepi roda gila biasanya memiliki cincin bergerigi untuk pertautan dengan roda gigi motor starter pada saat motor dihidupkan. Karena itu tanpa roda gila hampir tidak mungkin menghidupkan mesin. Kalaupun hidup, putaran mesin menjadi tidak teratur. Setelah motor hidup maka motor starter harus segera dimatikan dengan jalan memutuskan hubungan listrik dari baterai. Bobot yang dimiliki roda gila inilah yang menyebabkan putaran poros engkol mantap dan halus. Bobot roda gila pada mesin mobil penumpang berkisar 7.5-50 KG.
Motor starter terdiri atas tiga bagian utama, yaitu bagian yang menghasilkan putaran, mekanisme pemindah tenaga, dan saklar magnet. Roda gila diaplikasikan pada mekanisme pemindah tenaga pada sistem motor starter. Pemindahan tenaga tersebut terjadi pada saat roda gigi starter ( pinion) berkaitan dengan roda gila dan keduanya menjadi berputar bersama - sama karena roda gigi starter memutar roda gila. Tetapi jika motor sudah hidup maka putaran roda gila menjadi lebih cepat daripada putaran roda gigi starter ( pinion). Apabila hal ini dibiarkan terus maka motor starter dapat menjadi rusak. Oleh karena itu apabila motor sudah hidup, maka starter harus segera dihentikan dengan mengembalikan posisi kontak ke arah ON. Bila kunci kontak dikembalikan ke arah ON maka kaitan antara roda gila dengan roda gigi starter akan terlepas secara otomatis.
Mekanisme penggerak pemindah gaya dari motor starter ke roda gila ada tiga macam, yaitu:
1. Model Bendix, yaitu bergeraknya roda gigi starter ( pinion ) ke roda gila dengan jalan menggeser roda gigi starter.
2. Model sliding di mana hubungan antara roda gigi starter dengan roda gila dilaksanakan oleh pedal, kontrol tangan, atau oleh solenoid.
3. Model sliding rotor di mana armature dengan roda gigi starter digeserkan ke roda gila.
• Pada Sistem Pemulihan Energi Kinetik
Sistem Pemulihan Energi Kinetik atau Kinetic Energy Recovery
Systems adalah sebuah sistem penyimpanan energi yang mengambil lagi energi yang terbuang saat mobil direm. Dengan cara ini, konsumsi bahan bakar menjadi lebih irit. Emisi gas buang, terutama CO2 dapat pula dikurangi.
Ketika mobil direm, mesin tetap bekerja. Tenaga yang dihasilkan mesin tidak terpakai secara optimum karena mobil melambat atau malah berhenti total. Berarti tenaga mesin terbuang percuma. Tenaga yang terbuang berupa gerakan atau putaran komponen mesin itu disebut energi kinetik. Energi itulah yang diambil, disimpan dan nantinya digunakan lagi untuk menjalankan kendaraan.
Saat ini ada dua cara memanfaatkan energi kinetik, yaitu mekanikal dan elektrikal. Mekanikal, menggunakan roda gila. Pada Formula 1, KERS yang
ditawarkan Flybrid bekerja secara mekanikal. Tenaga mesin yang tidak terpakai saat mobil direm, disimpan pada roda gila berupa putaran atau energi kinetik. Nantinya energi tersebut digunakan lagi ketika gas digenjot
BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan makalah tentang “roda gila” maka dapat disimpulkan bahwa: Roda Gila adalah salah satu komponen mesin yang memiliki peranan vital yaitu menjaga putaran mesin agar tetap stabil
3.2 Saran Bagi pembaca:
Agar lebih memahami pentingnya penggunaan roda gila pada mesin, dan diharapkan dapat mengembangkan konsep roda gila pada mesin-mesin yang lain.
