BAB VI REM
6.1 Pendahuluan
BAB VI REM
Saat kita menggunakan rem pada sepada motor tentunya pada rem itu tersebut akan timbul yang namanya energi, energi ini akan diserap oleh rem dan energi yang diserap oleh rem tergantung pada tipe gerakan dari benda yang bergerak. Gerakan bendanya bisa translasi murni atau kombinasi translasi dan rotasi. Energi yang berhubungan dengan rem ini ialah energi kinetik.
Gambar 6. 1. Konveyor bergerak pada kecepatan 80 ft/menit
Energi yang diserap atau disipasi (luluh) oleh suatu unit per siklus sama dengan perubahan energi kinetik dari komponen yang di gerakan, yaitu:
= ∆ = 2 = 2 = 2 (6-1)
Untuk satuan dalam amerika, (ω = n RPM; Wk² dalam lb-ft ²; dan g = 32.2 ft/detik²), sehingga didapatkan (metode menggunakan standar USA):
= ( . )
2(32,2 )
(2 ) 1 60
= 1,7 10 ( . ) (6-2)
Pada standar SI, masa dalam kilogram (kg), jari-jari girasi dalam meter (m), dan kecepatan sudut dalam radian per detik (rad/detik), maka:
= 2 = 2 ( . )
Dikarenakan satuan Newton sama dengan kg.m/detik², maka:
= 2 ( ) (6-3)
Ketika gerak benda adalah translasi murni, maka sebuah benda mempunyai massa (kg) dan bergerak dengan kecepatan v1m/s. Kecepatan ini turun menjadi v2 m/s karena terjadi pengereman. Sehingga, energi kinetik translasi, menjadi:
=1
2 ( − )
Energi ini harus diserap oleh rem. Jika gerak benda adalah berhenti setelah direm, maka
= 0, maka:
= 1 2 ( )
Ketika gerak benda adalah rotasi murni. Sebuah benda dengan momen inersia massa (I) terhadap sumbu yang diberikan, berputar terhadap sumbu dengan kecepatan sudut ω (rad/s). Kecepatan sudut setelah direm turum menjadi ω (rad/s). Sehingga, energi kinetik dari rotasi menjadi:
=1
2 (ω − ω )
Energi ini harus diserap oleh rem. Jika benda yang berputar dihentikan setelah direm, maka ω2= 0, jadi:
= 1
2 (ω ) (6-4)
Namun, Ketika gerak benda adalah kombinasi antara translasi dan rotasi. Perhatikan sebuah benda mempunyai gerakan linier dan sudut, seperti dalam roda penggerak lokomotif. Dalam kasus ini, total energi kinetik dari benda adalah sama dengan jumlah energi kinetik dari rotasi dan translasi. Total energi kinetik yang diserap oleh rem:
= + (6-5)
Terkadang, pada lift, elevator dan lain-lain sistem rem harus menyerap energi potensial yang diberikan oleh benda yang diturunkan. Perhatikan sebuah benda dengan massa m diturunkan dari ketinggian h1 menjadi h2 akibat direm. Sehingga perubahan energi potensial menjadi:
= . (h − h ) (6-6)
Jika dan merupakan kecepatan massa sebelum dan setelah direm, kemudian perubahan energi potensial yang terjadi direpresentasikan pada pers. 6-7:
= . +
2 = . . . (6-7)
Dimana: v = Kecepatan rata-rata = T = Waktu pengeriman.
Sehingga, total energi yang diserap oleh rem adalah:
= + + (6-8)
Dimana Ft adalah gaya pengereman tangensial atau gaya gesek tangensial pada permukaan kontak dari tromol rem, d adalah Diameter tromol rem, = putaran tromol rem sebelum pengereman, = putaran tromol rem setelah pengereman, = putaran rata-rata tromol rem = . Kerja ( ) yang dilakukan oleh pengeram atau gaya gesek selama t detik adalah:
= (6-9)
Karena energi yang diserap oleh rem harus sama dengan kerja yang dilakukan oleh gaya gesek, maka:
= =
Besarnya tergantung pada kecepatan akhir ( ) dan waktu pengereman. Nilai ini maksimum ketika = 0, yaitu ketika beban menjadi diam. Oleh karena itu, torsi yang harus diserap oleh rem adalah:
= = 2 (6-10)
dimana: r = Radius tromol rem,
6.3 Panas yang Hilang Selama Pengereman
Energi yang diserap oleh rem ditransformasikan menjadi panas dan harus harus diserap oleh lingkungan sekitar untuk menghindari meningkatnya temperatur pada lapisan rem. Kenaikan temperature ini tergantung pada massa tromol rem, waktu pengereman dan kapasitas disipasi (luluh) panas dari rem. Temperatur tertinggi yang di iizinkan untuk perbedaan material lapisan rem adalah:
Untuk permukaan kulit (leather), serat (fiber) dan kayu = 65–70ºC.
Untuk permukaan asbes dan logam yang dilumasi = 90 - 105ºC.
Untuk rem mobil dengan lapisan asbes = 180 - 225ºC.
Panas yang dihasilkan dari rem harus dihilangkan dengan mentrasformasikan ke udara sekeliling untuk menghindari panas yang tinggi pada rem karena itu dapat membuat rem akan cepat habis atau haus. Untuk menghitung energi yang diserap atau panas yang di bandingkan adalah:
= = = (6-11)
Dimana: µ = Koefisien gesek,
= gaya normal pada permukaan kontak, p = Tekanan normal antara permukaan rem,
A = Luas proyeksi permukaan kontak, v = Kecepatan keliling dari tromol rem
Panas yang dibangkitkan diperoleh dengan mempertimbangkan jumlah energi kinetik ( ) dan energi potensial ( ) yang diserap, dengan kata lain: = + .
Panas yang hilang (Hd) dapat diestimasi dari:
= ( − ) (6-12)
Dimana: C = Faktor disipasi panas atau koefisien perpindahan panas (W/m2/oC) (t1 –t2) = Perbedaan temperature antara permukaan radiasi dan udara sekeliling,
= Luas permukaan radiasi.
Kenaikan temperatur tromol rem:
∆ = . (6-13)
Dimana: m = Massa dari tromol rem,
m = Panas spesific untuk material tromol rem (J/kgoC) 6.4 Material untuk Lapisan Rem
6.4.1 Karakteristik material lapisan rem
Berikut ini beberapa ciri-ciri material yang harus digunakan untuk lapisan rem, yaitu (Achmad Zainuri 2010):
1. Mempunyai koefisien gesek yang tinggi 2. Mempunyai laju keausan yang rendah 3. Mempunyai tahanan panas yang tinggi
4. Mempunyai kapasitas disipasi panas yang tinggi 5. Mempunyai koefisien ekspansi termal yang rendah 6. Mempunyai kekuatan mekanik yang mencukupi
7. Tidak dipengaruhi oleh moisture (embun) dan ili (minyak).
Tabel 6. 1. Sifat material untuk lapisan rem Material for braking
liming
Coefficient of friction (µ) Allowable pressure
Dry Greasy Lubricated N/mm2
Cast iron on cast iron 0.15 - 0.2 0.06-0.10 0.05-0.10 1.0-1.75
Bronze on cast iron - 0.05-0.10 0.05-0.10 0.56-0.84
Steel on cast iron 0.20-0.30 0.07-0.12 0.06-0.10 0.84-1.4
Wood on cast iron 0.20-0.35 0.08-0.12 - 0.40-0.62
Fibre on metal - 0.10-0.20 - 0.07-0.28
Cork on metal 0.35 0.25-0.30 0.22-0.25 0.05-0.10
Leather on metal 0.3-0.5 0.15-0.20 0.12-0.15 0.07-0.28 Wire asbestos on metal 0.35-0.5 0.25-0.30 0.20-0.25 0.20-0.55
Asbestos blocks on metal 0.40-0.48 0.25-0.30 - 0.28-1.1
Asbestos on metal (short
action) - - 0.20-0.25 1.4-2.1
Metal on cast iron - - 0.05-0.10 1.4-2.1
Bahan rem harus memenuhi persyaratan keamanan, ketahanan, dan dapat mengerem dengan halus. Di samping itu, harus mempunyai koefisien gesek yang tinggi, keausan kecil, kuat, tidak melukai permukaan drum dan dapat menyerap getaran.
Daerah tekanan yang diizinkan Pa (kg/mm2) untuk bahan-bahan yang bersangkutan diperlihatkan dalam Tabel 6. 2 dibawah ini.
Tabel 6. 2. Koefisien gesek dan tekanan rem Bahan
Drum Bahan gesek Koefisien gesek (μ)
Tekanan permukaan Pa
(kg/mm2) Keterangan
Besi cor, baja cor, besi cor khusus
Besi cor 0,1-0,2
0,09-0,17 Kering
0,008-0,12 Dilumasi
Perunggu 0,1-0,2 0,05-0,08 Kering-dilumasi
Kayu 0,1-0,35 0,02-0,03 Dilumasi
Tenunan 0,35-0,6 0,007-0,07 Kapas, asbes
Cetakan
(pasta) 0,3-0,6 0,003-0,18 Damar, asbes,
setengah logam Paduan
sinter 0,2-0,5 0,003-0,1 Logam
6.4.2 Kanvas rem
Kanvas rem dibedakan berdasarkan jenis bahan dasarnya yaitu : 1. Kanvas rem organik
Bahan kanvas rem organik terdiri dari :
a. Bahan gesek. Fungsi bahan gesek adalah untuk menimbulkan gesekan dan sebaiknya tanpa pengaruh temperatur, pengaruh percepatan dan pengaruh lapisan. Bahan gesek terdiri dari:
Bahan serat :
Asbes
Serabut besi
Serabut batu, serabut kaca
Serabut arang / karbon
Serabut Kevlar
Gambar 6. 2. Serbuk keramik
Bahan serbuk (pengisi) :
Serbuk asbes
Serbuk batu (FeO3)
Serbuk grafit, karat besi, keramik
b. Bahan penghantar panas. Fungsi bahan penghantar panas adalah:
Mengendalikanaliranpanasdaripermukaangesekankeluar.
Menghindaripanas yang berlebihan.
Menghindaripanaskecairan rem.
Bahan yang dikategorikan dari penghantar panas adalah:
Tembaga (Cu)
Kuningan (Cu Zn)
Besi (Fe), besituang
Aluminium (Al)
Bentuk dari penghantar panas berupa serbuk, serat dan kawat.
c. Lem (perekat). Mulai Januari 1995 penggunaan asbes di negara-negara maju (khususnya di Eropa) tidak boleh digunakan lagi karena sangat membahayakan kesehatan terutama terhdap pernapasan. Jadi bahan asbes tidak dipergunakan lagi untuk kendaraan, bagunan dan lain-lain. Fungsinya untuk menyatukan bahan serbuk, serat dan kawat menjadi bentuk padat. Jenis lem sangat mempengaruhi koefisien gesek, keausan dan dayatahan terhadap panas. Bahan :Duraplaste jenis phenalharz dari bahan sintetis (kimia).
Pembuatan kanvas rem metalik melalui proses pemanasan dan tekanan (pengepresan) dan tidak menggunakan lem perekat. Bahan gesekkan vas rem metalik terdiri :
a. Bronce
b. Messing (kuningan) c. Besi, besi tuang d. Praphit/ arang.
Bahan Sinter:
a. Zeng (Zn)
b. Timah hitam (Pb) c. Tembaga (Cu) d. Besi (Fe)
Sifat-sifat dari kanvas rem organik:
a. Koefisien gesek kecil (0,2 s/d 0,5) b. Kekuatan mekanik cukup
c. Tahan terhadap keausan d. Dayatahan panas terbatas e. Menyerap air
Sifat-sifat dari kanvas rem mekanik:
a. Koefisien gesek kecil (0,1 s/d 0,2) b. Koefisien gesek stabil (basah/kering) c. Kekuatan mekanik besar sekali d. Dayatahan panas besar
e. Membutuhkan gaya tekan besar untuk mendapatkan pengereman yang kuat.
3. Penggunaan Asbes Bahan pengganti serat asbes:
a. Serat mineral
Serat kaca
Serat batu
Serat gip
Serat keramik
Serat silikat
Serat kerak dapur tinggi.
b. Serat logam :
Serat besi
Serat kuningan
Serat tembaga
Serat zeng
Serat aluminium c. Serat organik :
Serat aramid
Serat selulosa
Serat polister
Serat kaca sintetis (akril)
Tabel 6. 3. Bahan pengganti rem tanpa asbes Bahan Prosentasi berat (%) Logam
Serat Besi 20,00
Serat tembaga 16,00
Serbuk bahan pengisi
Aluminium oksid 1,20
6.5 Tipe Rem
Ada dua tipe unit rem roda, yaitu: rem teromol dan rem disk/ piringan.
1. Rem Teromol.
Rangkaian Rem teromol ditentukan oleh:
a. Engsel sepatu rem
b. Posisi dan jenis dari silinder roda Beberapa jenis rem teromol adalah a. Rem sepatu “leading dan trailing”
b. Rem sepatu “twin trailing”
c. Rem sepatu “duo servo”
2. Rem piringan / disk
Cara kerja rem piringan ditentukan oleh kaliper. Tenaga kapiler melawan putaran piringan disk. Jenis kaliper rem piringan yang digunakan adalah:
a. Piston yang saling berhadapan
b. Piston berhadapan dan bertingkat (multi)
d. Kepala bersayap
Ada dua jenis rangkaian rem piringan yang sering digunakan pada bagian depan dari kendaraan (Daryanto 2003):
a. Piston berhadapan b. Kepala mengambang
3. Rem Sepatu Tunggal (Single Shoe Brakes)
Rem ini terdiri dari sebuah blok atau sepatu yang ditekan berlawan dengan rem dari sebuah trombol roda rem yang berputar. Blok dibuat dari material yang lebih lunak dari rem roda. Tipe ini biasa digunakan pada rel kereta api dan mobil listrik (karena kecepatannya rendah). Gesekan antara blok dan roda mengakibatkan gaya pengereman tangensial pada roda yang memperlambat putaran roda. Block ditekan berlawanan dengan roda oleh sebuah gaya yang diberikan pada ujung lever (tuas/pengungkit) (Achmad Zainuri 2010).
Menurut pemakaiannya rem dikelompokkan menjadi tiga, yaitu: rem hidrolik, rem elektrik dan rem mekanik.
1. Rem hidrolik dan rem elektrik
Tidak dapat mengerem hingga diam dan kebanyakan digunakan dimana sejumlah energi yang besar ditransformasikan, sementara rem sedang memperlambat beban seperti pada alat dynamometer, truk besar dan lokomotif listrik. Rem ini juga digunakan untuk mengendalikan kecepatan angkutan naik-turun
2. Rem mekanik
Rem mekanik terbagi menjadi dua, yaitu:
2.1 Rem radial
Rem ini bekerja pada terombol rem dengan arah radial. Rem radial dikelompokkan lagi menjadi dua yaitu rem eksternal dan rem internal
2.2 Rem aksial
Rem ini bekerja pada terombol rem dengan arah aksial. Rem aksial dapat berbentuk rem piringan dan rem kerucut.
Contoh Soal
Misalkan P adalah gaya yang diterapkan pada ujung tuas, adalah gaya normal menekan block rem pada roda, R adalah radius roda,α adalahsudut kontak permukaan block dan µ adalah koefisien gesek.
Jika sudut kontak lebih besar dari 60˚, kemudian diasumsikan bahwa tekanan normal antara block dan roda adalah uniform (seragam). Dalam kasus ini,
Gaya pengereman tangensial ( ) pada roda:
= µ Torsi pengereman:
= = µ
Sekarang mari kita lihat beberapa kasus yang berkaitan dengan rem sepatu tunggal Kasus I
Roda berputar berlawanan arah jarum jam maka ke kiri.
Roda berputar searah jarum jam maka ke kanan.
Untuk menganalisis kasus 1 ini digunakan persamaan keseimbangan statis :
= 0
− = 0
= Besarnya torsi pada rem:
= µ r = µ Note : Besar torsi rem sama untuk putaran SJJ atau BJJJ Kasus II
Ketika garis aksi gaya pengereman tangensial ( ) sejauh ‘a’ dibawah titik tumpu O, dan rem berputar searah jarum jam (cw), maka akan seimbang, momen terhadap titik tumpu O:
+ =
+ µ =
= + µ.
Torsi pengereman menjadi:
= µ = µ
+ µ.
Sehingga, jika diplot dalam bentuk skematik, gaya yang bekerja pada rem sepatu menjadi seperti Gambar 6. 3:
Gambar 6. 3. Skematik garis aksi gaya pengereman tangensial Kasus III
Gambar 6. 4. Garis aksi gaya pengereman tangensial (Ft) di atas titik tumpu O Kasus ini terjadi karena tumpuan sendi dan gaya tengensial jarak a sehingga menimbulkan momen Ft.a . Hasil analisis, yaitu:
Torsi pengereman:
= µ = µ
+ µ.
Ketika roda rem berputar ccw seperti pada Gambar 6. 4 (b), persamaan keseimbangan menjadi:
+ =
+ µ =
= + µ.
= + = + + µ
( − µ ) =
= + µ.
Torsi pengereman menjadi:
= µ = µ
+ µ.
Jika sudut kontak lebih besar dari pada60 (2 > 60 ) maka torsi pengereman menjadi:
= = µ
Dimana:
µ′= equivalent cofficient of friction = µ= actual coefficient of friction
Dari hasil analisis di atas dapat dilihat bahwa untuk mendapatkan gaya pengereman yang sama, besarnya gaya F berbeda dan tergantung pada arah putaran. Perlu diketahui pula, untuk putaran searah jarum jam, blok rem akan tertarik ke arah drum, sehingga dapat terjadi gigitan secara tiba-tiba.
Dalam perencanaan rem, persyaratan terpenting yang harus dipenuhi adalah besarnya momen pengereman yang harus sesuai dengan yang diperlukan. Di samping itu, besarnya momen energi yang dirubah menjadi panas harus pula diperhatikan, terutama dalam hubungannya dengan bahan gesek yang dipakai. Pemanasan yang berlebihan bukan hanya akan merusak bahan lapisan rem, tetapi juga akan menurunkan koefisien gesekkannya (Kiyokatsua Saga 2004).
Contoh Soal
Sebuah rem sepatu ganda seperti pada Gambar 6. 5, mapu menyerap torsi 1400 Nm.
Diameter tromol rem 350 mm dan sudut kontak untuk setiap sepatu adalah 100 . Jika koefisien gesek antara tromol rem dan lapisan adalah 0,4; tentukan:
1. Gaya pegas s untuk mengatur rem,
2. Lebar sepatu rem, jika tekanan bearing pada material lapisan tidak melebihi 0,3 N/mm2.
Penyelesaian:
Diketahui:
= 1450 = 1400 10 = 350
= 175 2 = 100 = 100 = 1,75
= 0,4 = 0,3 /
Gambar 6. 5. Rem sepatu ganda.
Sudut kontak lebih besar dari pada 60o, maka koefisien gesek ekuivalen menjadi:
= 4 sin 2 + sin 2 =
4 0,4 sin 50
1,75 + sin 100 = 0,45 Momen terhadap titik tumpu (fulcrum), diperoleh:
450 + (175 − 40) = 200 = 0.45 200 = 444,44 444,44 − 135 = 450
309,4 = 450
= 450
309,4 = 1,454
Gaya pegas s dapat dicari melalui persamaan torsi pengereman:
1400 10 = ( + ) = (0,776 + 1,454 )175 = 390,25
=1400 10
390.25 = 3587 Lebar sepatu rem (b)
Luas proyeksi untuk satu sepatu:
= (2 sin ) = (2 175 sin 150 ) = 268 Gaya normal pada sisi kanan sepatu:
= ′ =0,776 0,45 =
0,776 3587
0,45 = 6186 Gaya normal pada sisi kiri sepatu,
= ′ =1,454 0,45 =
1,454 3587
0,45 = 11590
Karena > maka gaya normal maksimum terjadi pada sisi kiri sepatu ( ):
Jadi lebar sepatu rem adalah :
0.3 = = 11590 168 =
43,25
= 43,25
0,3 = 144,2 Soal Latihan
1. sebutkan ciri-ciri material lapisan yang harus digunakan pada rem ?
2. sebuah drum rem dengan diameter 200 (mm) dipasang pada sebuah poros yang mempunyai putaran sebesar 280 (rpm) dengan daya 1,5 (kW). Beberapa panjang tuas yang diperlukan untuk mengehntikan putaran poros dengan gaya 25 kg pada ujungnya? Berapakah ukuran blok rem untuk menjamin keamanan terhadap panas?
Bahan gesek adalah asbes (pasta), dan panjang tuas tidak lebih dari 1,5 meter.
3. jelaskan apa yang dimaksud dengan rem serta sebutkan fungsi-fungsinya!
4. sebutkan temperatur tertinggi uang diizinkan untuk perbedaan material rem!
5. sebutkan tipe rem menurut pemakaiannya!
BAB VII KOPLING TIDAK TETAP
7.1 Pendahuluan
Kopling tidak tetap (clutch) adalah suatu komponen mesin yang berfungsi sebagai penerus dan pemutus putaran dari satu poros ke poros yang lain (Irawan 2009). Jenis- jenis kopling tidak tetap:
1. Kopling cakar
Kopling cakar persegi
Kopling cakar spiral 2. Kopling plat
Menurut jumlah pelatnya:
Kopling pelat tunggal
Kopling pelat banyak Menurut cara pelayanannya:
Kopling pelat cara manual
Kopling pelat cara hidrolik
Kopling pelat cara pneumatik Menurut pelumasannya:
Kopling pelat kering
Kopling pelat basah 3. Kopling kerucut
7.2 Kopling Positive Clutch
Positive clutch digunakan ketika gerak positif dibutuhkan. Tipe yang paling sederhana dari positive clutch adalah jaw atau claw clutch (kopling jepit atau cakar). Jaw clutch menggunakan satu poros untuk menggerakkan poros lain melalui sebuah kontak langsung dari sambungan jepit (jaw). Terdiri dari dua bagian, satu bagian secara permanent dikunci ke poros penggerak oleh pasak (sunk key). Bagian yang lain dari clutch adalah bergerak dan bebas meluncur secara aksial pada poros yang digerakkan, tetapi bisa dihindari dari putaran balik ke poros dengan memakai pasak (feather key).
Gambar 7. 1. Kopling Jaw clutch 7.3 Kopling Gesek
Kopling gesek dipakai pada suatu sistem, dimana sistem penggerak dan sistem yang digerakkan harus dihubungkan dan atau dilepas ketika sistem tersebut sedang bekerja. Peralatan ini terdiri dari dua bagian utama, yaitu dua buah plat/bidang gesek yang masing-masing dihubungkan dengan poros input dan poros output. Poros input berhubungan dengan sistem penggerak sedang poros output dengan sistem yang digerakkan
Pemindahan daya tidak terjadi menakala kedua bidang gesek tidak teropel. Ketika kedua plat gesek belum terkopel sepenuhnya maka akan terjadi gaya gesek tangensial aksi dan reaksi yang sama besar pada kedua permukaan plat serta menimbulkan torsi putar pada kedua poros. Dalam kondisi ini, putaran poros input tidak sama dengan putaran poros output karena daya poros belum dapat sepenuhnya dipindahkan oleh kopling.
Besarnya gaya gesek yang terjadi meningkat dengan makin besarnya gaya normal pada permukaan plat. Ketika torsi yang terjadi peningkatan gaya gesek sama dengan torsi beban maka kedua poros akan berputar dengan kecepatan yang sama sehingga kedua plat tidak lagi saling bergesekan.
Kopling untuk kendaraan bermotor pada umumnya direncanakan dengan kondisi normal yang terkopel dan menggunakan pegas untuk menghasilkan gaya normal yang dibutuhkan. Oleh karena operasional pemakaian kopling di kendaraan berlawanan dengan penjelasan di atas. Untuk melepas kopling justru diperlukan gaya untuk melawan gaya pegas tersebut dan sebaliknya tidak diperlukan gaya luar untuk menekan plat kopling. Gambar 7. 2 merupakan komponen dari kopling gesek:
Gambar 7. 2. Komponen kopling gesek
Kopling gesek melakukan pemindahan daya dengan memanfaatkan gaya gesek yang terjadi pada bidang gesek. Ditinjau dari bentuk bidang geseknya kopling dibedakan menjadi 2 yaitu:
1. Kopling piringan (disc clutch) Kopling piringan adalah unit kopling dengan bidang gesek berbentuk piringan atau disc
2. Kopling konis (cone clutch) Kopling konis adalah unit kopling dengan bidang gesek berbentuk konis
Letaknya kopling gesek terletak diantara fly wheel dan gear box. Jika pedal kopling dilepas maka kopling akan terkopel sehingga daya mesin dapat dipindahkan ke roda penggerak, namun kondisi sebaliknya terjadi jika pedal kopling ditekan penuh. Sebelum kopling berhasil terkopel dengan baik maka akan terjadi gesekan diantara kedua bidang geseknya sehingga hanya sebagian daya mesin dapat dipindahkan. Kejadian ini merupakan kondisi transient dari mekanisme kerja kopling yang tentu tidak dapat dihindari. Dalam keadaan jalan normal umumnya kondisi transient tersebut hanya terjadi beberapa saat. Ketika melewati jalan yang menanjak tajam, pengendara sering memanfaatkan kopling untuk mengatur agar mesin dapat menghasilkan daya yang sesuai dengan daya yang diperlukan kendaraan. Upaya ini dilakukan dengan cara mengoperasikan kopling dalam keadaan tidak terkopel penuh. Dengan demikian mesin tidak mati dan bahkan kendaraan tetap dapat bergerak atau tidak meluncur ke belakang.
Gambar 7. 3. Skematik ketika piringan pemutar (drive Disc) tidak berhubungan dengan piringan yang diputar (driven disk)
Berdasarkan skema rangkaian tersebut, kini terlihat fungsi utama kopling adalah memutus dan menghubungkan jalur tenaga dari mesin ke roda kendaraan. Proses perpindahan tenaga, poros engkol (crank shaft) memutar drive disc dalam kopling.
Selama piringan (disc) yang lain (driven disc) tidak berhubungan dengan drive disc, maka tidak ada tenaga atau torsi atau gerak yang ditransfer dari mesin ke pemindah daya.
Kondisi ini sering disebut kopling dalam kondisi bebas.
Mekanisme kerja kopling gesek karena adanya gaya gesek (U) dengan permukaan sehingga menyebabkan terjadinya momen puntir pada poros yang di gerakkan. Momen ini bekerja dalam waktu sampai putaran kedua poros sama. Pada keadaan terhubung tidak terjadi slip dan putaran kedua poros sama dengan putaran awal poros penggerak, sehingga dapat dibuat persamaan:
=71620
(7-1) Dimana: = Torsi maksimum (kgf.cm)
N = daya maksimum (Hp) n = putaran poros (RPM) Harga teori gesek didapat dari hubungan:
= . (7-2)
Dimana: = Torsi gesek (kgf.cm) C = konstanta
Nilai C dapat dipilih berkisaran antara 2-3 untuk kendaraan mobil.
Kerja gesek ditentukan dari hubungan antara torsi, putaran dan waktu kejadian slip,
= 1910 (7-3) Dimana: = Kerja gesek (kgf.cm)
= Waktu slip (detik)
Harga daya gesek dapat ditentukan dari hubungan kerja gesek dengan frekuensi penggunaan kopling yaitu jumlah penekanan atau pelepasan kopling persatuan waktu adalah:
= 27 10 (7-4)
Dimana: = Daya gesek (Hp)
= frekuensi penekanan kopling dalam satuan jam 7.4 Kopling Plat Tunggal
Kopling plat tunggal adalah unit kopling dengan jumlah piringan koplingnya hanya satu. Kopling dalam pemakaian dikendaraan, harus memiliki syarat-syarat minimal sebagai berikut :
1. Harus dapat memutus dan menghubungkan putaran mesin ke transmisi dengan lembut.
2. Kenyamanan berkendara menuntut terjadinya pemutusan dan penghubungan tenaga mesin berlangsung dengan lembut. Lembut berarti terjadinya proses pemutusan dan penghubungan adalah secara bertahap.
3. Harus dapat memindahkan tenaga mesin dengan tanpa slip
4. Jika kopling sudah menghubung penuh maka antara fly wheel dan plat kopling tidak boleh terjadi slip sehingga daya dan putaran mesin terpindahkan 100%.
5. Harus dapat memutuskan hubungan dengan sempurna dan cepat.
6. Pada saat kita operasikan, kopling harus dapat memutuskan daya dan putaran dengan sempurna, yaitu daya dan putaran harus betul-betul tidak diteruskan pada saat kopling tidak dioperasikan, sedangkan saat dioperasikan kopling harus menghubungkan daya dan putaran 100%.
7. Kerja kopling dalam memutus dan menghubungkan daya dan putaran tersebut harus cepat atau tidak banyak membutuhkan waktu.
Kopling ini meneruskan momen dengan perantaraan gesekan. Dengan demikikan pembebanan yang berlebihan pada poros penggerak pada waktu dihubungkan dapat dihindari. Selain itu, karena terjadi slip maka kopling ini sekaligus juga dapat berfungsi sebagai pembatas momen. Menurut jumlah platnya, kopling ini dibagi atas kopling plat