## Analisis Putaran Puli Roda Gigi Flywheel Penggerak Beban Putaran Roda Gigi Transmisi Otomotif
Parlindungan Pandapotan Marpaung Prodi Teknik Elektro, Institut Teknologi Indonesia, Tangerang Selatan, Banten Email: parlindungan.reni@gmail.com

## A BSTRAK
Daya  listrik  motor  listrik  ac  sebesar  Pin  =  310,4  watt  menghasilkan  putaran  poros  output  digunakan menggerakkan putaran puli roda gigi flywheel menghasilkan kecepatan putar Vrpm (in) = 347,8 rpm dengan torsi putaran parameter T in = 8,53 Nm ditransmisikan menuju setiap masing-masing beban putaran puli roda gigi transmisi maju-1 s/d transmisi maju-4 dan transmisi mundur. Hasil penelitian pada kecepatan putar puli roda gigi flywheel parameter Vrpm (in) sebesar 347,8 rpm tersebut ditransmisikan  menuju  beban roda gigi transmisi  maju-1  menghasilkan putaran V rpm(maju-1) = 89,6 rpm, torsi T out(maju-1) = 33,1 Nm dan daya mekanik P out(maju-1) = 191,87 watt. Kemudian ditransmisikan menuju beban roda  gigi  transmisi  maju-2  menghasilkan  V rpm(maju-2) =  162,7  rpm,  T out(maju-2) =  17,34  Nm  dan  P out(maju-2) =  100,51  watt. Selanjutnya ditransmisikan  menuju  beban roda gigi transmisi  maju-3 adalah V rpm(maju-3) = 248,2 rpm, T out(maju-3) = 11,36 Nm  dan  P out(maju-3) =  65,85  watt.  Ditransmisikan  menuju  beban  roda  gigi  transmisi  maju-4  menghasilkan  V rpm(maju-4) = 347,8  rpm,  T out(maju-4) =  8,11  N  dan  P out(maju-4) =  47,01  watt.  Untuk  menuju  beban  roda  gigi  transmisi  mundur menghasilkan V rpm(mundur) = 75,4 rpm, T out(mundur) = 37,44 Nm dan P out(mundur) = 217,03watt.
Keywords : sistem transmisi otomotif,  poros input transmisi, poros out put transmisi

## PENDAHULUAN
Energi mekanik putaran melingkar roda puli flywheel ini diteruskan/ditransmisikan menuju poros input transmisi menentukan  putaran  poros  out  put  transmisi  utama  mesin.  Adapun  perlengkapan  peralatan  sistem  poros  utama  mesin kenderaan  otomotif  mobil  bensin  secara  umum  terdiri  dari  mesin  ( engine ),  kopling  ( clutch ),  roda  gigi  transmisi,  dan propeller  shaft  serta  roda  gigi  diferensial  [1],[4].  Latar  belakang  penelitian  adalah  pengembangan  teknologi  alternatif menggantikan  daya  mekanik  penggerak  putaran  puli  roda  gigi  transmisi  flywheel  menggunakan  sumber  daya  listrik menggantikan sumber energi bahan bakar bensin. Hal ini sumber daya listrik ac disuplai ke motor listrik ac menghasilkan daya  mekanik  putaran  poros  output  untuk  menggerakkan  puli  roda  gigi  transmisi  flywheel  [9],[10].  Dengan  demikian mesin  ( engine )  bensin  tidak  difungsikan  untuk  menggerakkan  putaran  roda  puli  flywheel  mesin,  karena  digantika  oleh putaran poros output dari motor listrik ac. Daya listrik motor ac menghasilkan putaran dan torsi (momen) putaran poros roda  puli  flywheel  ditransmisikan  menuju  poros  input  roda  gigi  sistem  transmisi. Capaian  penelitian  pengujian  daya motor listrik ac sebagai penggerak putaran poros dan torsi putaran roda gigi puli  flywheel ditransmisikan  menuju  input beban sistem transmisi agar menghasilkan putaran poros output sistem transmisi.
Perumusan  masalah  penelitian  daya  mekanik  putaran  poros  roda  gigi  puli  flywheel  berfungsi  mentransmisikan atau meneruskan daya mekanik menuju beban sistem transmisi otomotif yang terdiri dari beban transmisi roda gigi maju- 1 s/d roda gigi  maju-5 serta beban transmisi roda gigi  mundur. Transimisi daya  mekanik  menuju  masing-masing beban transmisi roda gigi  hingga  menghasilkan putaran pada poros out put. Tetapi tansmisi daya  mekanik  putaran poros roda gigi  puli  flywheel  pada  kondisi  beban  transmisi  netral,  maka  poros  out  put  tidak  berputar  disebut  kondisi  netral.  Pada penelitian  ini  dilakukan  pengujian  penggeseran  tuas  penggerak  roda  gigi  perubah  rpm  menuju  ke  masing-masing  roda gigi  transmisi  maju-1  s/d  transmisi  maju-4  atau transmisi  mundur  yang  dimulai  pada  saat  kondisi  putaran  poros  beban transmisi  netral.  Capaian  hasil  penelitian  dilakukan  penggeseran  tuas  penggerak  roda  gigi  perubah  rpm  berturut  turut menuju  masing-masing  puli  roda  gigi  maju-1  s/d  roda  gigi  maju-4  dan  puli  roda  gigi  mundur  yang  menghasilkan spesifikasi parameter daya mekanik putaran poros out put sistem transmisi manual.
Tujuan  penelitian  ini  adalah  pengujian  daya  mekanik  putaran  penggerak  penerus  puli  roda  gigi  flywheel ditransmisikan  menuju  beban  sistem  transmisi  otomotif.  Dengan  demikian  dapat  diketahui  daya  mekanik  diserap  oleh beban transmisi pada kondisi putaran roda transmisi maju-1 s/d roda gigi maju-4 yang dimulai dari putaran poros input hingga menghasilkan putaran poros output transmisi.
Pada  transmisi  putaran  puli  roda  gigi  (gear)  terdiri  dua  roda  gigi  bersinggungan,  yaitu  salah  satu  puli  roda  gigi sebagai  penggerak  putaran  dan  putaran  puli  roda  gigi  lainnya  yang  digerakkan  bersamaan.  Skematik  jumlah  gigi  pada roda gigi menentukan tingkat kecepatan putar masing-masing roda gigi. Kedua roda gigi bersinggungan antara roda gigi penggerak  dengan  roda  gigi  yang  digerakkan  seperti  Gambar  1  [2],[6].  Daya  output  poros  putar  roda  gigi  sebagai penggerak dinyatakan parameter P (roda-gigi) dihitung menggunakan perumusan persamaan (1) [8].
P out(roda-gigi) = ω . T
(1)
Keterangan: P out(roda-gigi) = daya output poros putar roda gigi, watt ω  = kecepatan sudut putar melingkar, derajat/detik T  =  torsi gaya putaran, Nm.
Kecepatan sudut putar melingkar (ω) di konversikan dengan putaran melingkar adalah ω = 2.π.f, dimana persamaan frekuensi putaran f = n/t. Persamaan matematis kecepatan sudut putar dirumuskan seperti pada persamaan (2).
ω  = 2.π. f  = 2.π. (n/t) (2)
Daya  output  poros  putar  puli  roda  gigi  dinyatakan  parameter  P out(roda-gigi) ,  maka  persamaan  (1)  dan  persamaan  (2) dirumuskan menjadi persamaan (3)[8].
P out(roda-gigi) = 2.π (V rpm ). T (3)
Keterangan: n  = putaran puli roda gigi, putaran V rpm = kecepatan rpm, putaran/menit.
Gambar 1.  Perbedaan jumlah roda gigi A  penggerak roda gigi B
Sistem  transmisi  otomotif  terdiri  dari  beban  transmisi  roda  gigi  maju-1  s/d  roda  gigi  maju-5  dan  transmisi  roda  gigi mundur seperti Gambar 2 [2],[3].
Gambar 2. Skematik diagram kondisi roda puli flywheel beban transmisi netral

## METODE
Metode penelitian dilakukan tahap pengadaan peralatan alat ukur antara lain alat ukur tachometer, watt-meter ac digital dan  volt  meter  ac  digital.  Kemudian  rancang  bangun  motor  listrik  ac  dan  pengujian  daya  listrik  motor  listrik  ac  untuk menggerakkan putaran puli roda gigi  flywheel terhubung menuju putaran mekanik poros input sistim transmisi otomotif manual [9],[11]. Daya listrik motor listrik ac menggerakkan putaran puli roda gigi flywheel dinyatakan parameter P in(netral) dan  hasil  kecepatan  putar  puli  roda  puli  flywheel  dinyatakan  parameter  V rpm(netral dalam  satuan  rpm.  Parameter  P in(netral) dan  parameter  V rpm(netral adalah  parameter  kondisi  beban  transmisi  netral.  Pernyataan  kondisi  beban  transmisi  netral adalah putaran puli roda gigi flywheel tanpa terbebani oleh beban roda gigi transmisi maju-1 s/d maju-4 atau beban roda gigi  transmisi  mundur.  Hasil  pengukuran  daya  listrik  motor  listrik  ac  menggerakkan  putaran  puli  roda  gigi  flywheel kondisi  beban  transmisi  netral  dilakukan  menggunakan  alat  ukur  wattmeter  dijital  sebesar  P in(netral) =  310,4  watt. Kemudian di ukur  kecepatan putar puli roda gigi  flywheel dengan  menggunakan sensor rpm tachometer optik  infra red menghasilkan  V rpm(netral) =  347,8  rpm.  Pengukuran  kecepatan  putar  puli  roda  gigi  flywheel  menggunakan  sensor  rpm tachometer optik infra red diperlihatkan seperti Gambar 5. Kemudian torsi putaran (T) dihitung menggunakan persamaan (3) menggunakan data parameter P in(netral) = 310,4 watt dan V rpm(netral) = 347,8 rpm tersebut, sbb.:
T in(netral) = =
=
T in(netral) =  8,53 Nm.
Rekapitulasi  data  hasil  pengukuran  dan  perhitungan  kondisi  putaran  roda  puli  flywheel  beban  transmisi  netral  seperti pada  Tabel  1.  Daya  listrik  motor  listrik  ac  sebesar  P in(netral) =  310,4  watt  menghasilkan  putaran  poros  puli  roda  gigi flywheel  sebagai  poros  penggerak  penerus  menuju  beban  sistem  transmisi  otomotif.  Putaran  puli  roda  gigi  flywheel ditransmisikan melalui kendali tongkat atau tuas pengeser menuju roda gigi perubah rpm transmisi.
Tabel 1.  Putaran roda puli flywheel beban transmisi netral
P in(netral) V rpm(netral) Tr in(netral) (watt) (rpm) (Nm) 310,4 347,8 8,53
Adapun skematik alur diagram tahapan metodologi penelitian seperti pada Gambar 3.
Gambar 3.   Diagram alur tahapan metode kegiatan penelitian
Peralatan fisik sistem transmisi manual atomotif diperlihatkan seperti pada Gambar 4 [3].
Gambar  4.   Motor listrik ac sebagai penggerak beban sistem transimisi otomotif.

## DISKUSI
Daya  listrik  motor  ac  sebesar  P in(netral) =  310,4  watt  menggerakkan  poros  input  putaran  puli  roda  gigi  flywheel ditransmisikan menuju beban sistem transmisi otomotif seperti Gambar 5. Putaran penggerak penerus roda puli flywheel secara berturut turut terbebani putaran puli roda gigi transmisi maju-1 s/d transmisi maju-5 dan transmisi mundur.
Gambar 5.  Pengukuran kecepatan rpm roda puli flywheel beban transmisi netral
Hasil  penelitian  roda  gigi  perubah  rpm  transmisi  ini  di  geser  menggunakan  tuas  penggerak  transmisi  menuju  beban transmisi  roda  gigi  maju-1  seperti  Gambar  6.  Pemindahan  tuas  roda  gigi  perubah  rpm  menuju  beban  putaran  puli  roda gigi transmisi maju-1, maka putaran roda puli flywheel terbebani putaran roda gigi transmisi maju-1 yang menghasilkan daya  mekanik  poros  output  P out(maju-1) =  191,87  watt.  Putaran  poros  output  kondisi  beban  transmisi  roda  gigi  maju-1 dinyatakan  V rpm-out(maju-1) .  Pengukuran  nilai  parameter  V rpm-out(maju-1) menggunakan  sensor  rpm tachometer optik  sebesar V rpm-out(maju-1) = 89,6 rpm, kemudian torsi putaran dihitung menggunakan persamaan (3) sebesar T out(maju-1) = 33,1 Nm.
Gambar 6.  Skematik diagram kondisi roda puli flywheel beban transmisi maju-1
Pada kondisi pemindahan tuas roda gigi perubah rpm menuju beban putaran puli roda gigi transmisi maju-2, maka putaran roda puli flywheel mendapat beban putaran roda transmisi maju-2 menghasilkan daya mekanik putaran poros out put parameter P out(maju-2) = 100,51 watt, V rpm(maju-2) = 162,7 rpm dan T out(maju-2) = 17,34 Nm. Selanjutnya putaran roda puli flywheel mendapat beban putaran roda gigi transmisi maju-3 menghasilkan parameter P out(maju-3) = 65,85 watt, V rpm(maju-3) =  248,2  rpm  dan  T out(maju-3) =  11,36  Nm.  Kondisi  mendapat  beban  putaran  roda  gigi  transmisi  maju-4  menghasilkan parameter  P out(maju-4) =  47,01  watt,  V rpm(maju-4) =  347,8  rpm  dan  T out(maju-4) =  8,11  Nm.  Kondisi  mendapat  beban  putaran roda  gigi  transmisi  mundur  menghasilkan  P out(mundur) =  217,03watt,  V rpm(mundur) =  75,4  rpm  dan  T out(mundur) =  37,44  Nm. Rekapitulasi data parameter poros input untuk menghasilkan putaran poros output transmisi seperti pada Tabel 2.
Tabel 2.   Parameter poros input dan poros output sistem transmisi
Poros  input Poros output P in(poros) V rpm(in) P out(poros) V rpm(out) T out (watt) (rpm) (watt) (rpm) (Nm) 310,4 347,8 191,87 89,6 33,10 100,51 162,7 17,34 65,85 248,2 11,36 47,01 347,8 8,11 217,03 75,4 37,44
Perhitungan perbandingan putaran roda gigi input terhadap roda gigi perubah rpm beban transmisi dinyatakan parameter k (konstanta) dihitung dengan menggunakan persamaan matematis:
k  =
Hasil perhitungan konstanta k maju (k 1 , k 2 , k 3 , k 4 )  dan  k mundur diperlihatkan seperti pada Tabel 3.
Tabel 3.  Konstanta perbandingan rpm
Kecepatan putar
k Kondisi beban roda gigi V rpm(in) V rpm(out)
(rpm) (rpm) 347,8 89,6 3,88 maju-1 162,7 2,14 maju-2 248,2 1,40 maju-3 347,8 1,0 maju-4 75,4 4,61 Mundur

## KESIMPULAN
Pengembangan daya mekanik penggerak putaran puli flywheel berasal dari sumber daya tenaga hasil pembakaran bahan bakar  bensin  digantikan  menjadi  penggerak  putaran  poros  puli  penggerak  menggunakan  daya  tenaga  putaran  poros output  motor  listrik  ac.  Daya  tenaga  putaran  poros  output  motor  listrik  ac  dengan  kapasitas  daya  listrik  sebesar  Pin  = 310,4 watt  menghasilkan putaran puli  flywheel dengan  kecepatan putar Vrpm (in) = 347,8 rpm,  torsi putaran T in = 8,53 Nm  diteruskan  menuju  setiap  masing-masing  beban  putaran  puli  roda  gigi  transmisi  maju-1  s/d  transmisi  maju-4  dan transmisi  mundur.  Transmisi  putaran  puli  flywheel  menuju  beban  sistim  transmisi  menghasilkan  parameter  putaran mekanik poros utama output mesin. Untuk kondisi  beban transmisiroda gigi netral putaran poros output sistim transmisi tidak  berputar,  karena  putaran  puli  roda  gigi  flywheel  tidak  ditransmisikan  ke  masing-masing  puli  roda  gigi  transmisi maju-1  s/d  transmisi  maju-4  atau  transimisi  mundur.  Sebaliknya  poros  utama  output  sistim  transmisi  menghasilkan putaran mekanik, ketika tuas tongkat pendorong bekerja memindahkan puli roda gigi perubah rpm menuju ke setiap puli roda gigi transmisi maju-1 s/d transmisi maju-4 atau roda gigi transimisi mundur terhubung menuju putaran puli roda gigi flywheel. Dimana putaran puli roda gigi flywheel ditransmisikan menuju  beban putaran puli roda gigi transmisi maju-1 s/d transmisi maju-4 atau transimisi mundur menghasilkan putaran mekanik poros output utama sistem transmisi.

## R EFER ENSI
[1]   B.I Nyoman., Sampurno, Teknologi Otomotif Edisi Kedua , Guna Widya, 2010.
[2]   Suriadi  IGAK,  dkk., Perbaikan    Performa    Traksi    dengan  Modifikasi    Rasio    Gigi    Transmisi, Prosiding  Konferensi Engineering   Perhotelan   V, Denpasar, 2014.
[3]   Novie Susanto,  dkk., ANALISIS PENGARUH TRANSMISI MOBIL MANUAL DAN OTOMATIS TERHADAP TINGKAT KESULITAN YANG DIHADAPI PENGEMUDI PEMULA, Jurnal Teknik Industri, Vol. 12, No. 3 , 2017.
[4]   Nazaruddin, dkk., Analisis Kinerja Sistem Transmisi Pada Mobil Hemat Energi Tipe Hybrid , Seminar Nasional ITENAS, 2021, pp. 36-41.
[5]   Igak  Suriadi,  dkk, Perancangan  Rasio  Sistem  Transmisi  Kendaraan  Penggerak  Roda  Belakang  Untuk  Meningkatkan  Kinerja Traksi, Jurnal Energi dan Manufaktur Vol. 9 No. 1 , April 2016, pp. 44–48.
[6]   Sri  Komaladewi,  dkk., Geometric Progression Application  In  Design Transmission  Gear Ratio , International Conference on Suistanable Technology Development, Denpasar-Bali, 2014.
[7]   Rafi Rasyad, dkk, Analisis dan Studi  Eksperimen Perbandingan Transmisi Manual  dengan Transmisi CVT pada Mobil  Honda Jazz 2018 Berdasarkan Karakteristik Traksi dan Efisiensi Transmisi, Jurnal Teknik ITS Vol. 8, No. 1, 2019.
[8]   http://www.rumus-fisika.com/html, kelajuan dan kecepatan 25 Agustus 2018.
[9] Aditya Kuswardana, Mobil listrik dengan kapasitas satu penumpang, Under Graduates Thesis , Universitas Negeri Semarang.
[10]   Margana,  Aplikasi Motor  DC 1000 W 48 volt sebagai  Penggerak Mobil  Listrik Ramah Lingkungan, P rosiding SNST Fakultas Teknik, Vol.1 , No.1, 2012 .
[11] Nalapana  N.,  Sri  Agustina,  Analisa  Motor  DC  Sebagai  penggerak  mobil  listrik,  Jurusan  Teknik  Elektro,  Fakultas  Teknik Universitas Sriwijaya, Jurnal Mikrotiga, Vol. 2, No. 1, ISSN : 2355-0457, Januari 2015.