Performance Torque Converter

Performance (kemampuan) torque converter dipengaruhi oleh tipe dari torque converter nya. Berikut beberapa tipe torque converter:

1. Single phase
Pada torque converter tipe single phase ini, apabila speed ratio naik mendekati 1 (satu) torque turbin akan turun mendadak, semakin tinggi speed ratio semakin tinggi pula effisiensi torque converter dan akan mencapai maksimum pada speed ratio = 0,7 (contoh).

Single phase torque converter menggunakan sebuah stator yang dipasang fixed terhadap shaft. Ada empat kemungkinan oil flow dan speed ratio pada tipe single phase, yaitu:

• Kemungkinan I.

Speed ratio = 0 ----> T.t = T.p + T.s (dimana T.s = maksimal), arah aliran oli: dari pump ---> turbin (diam karena stall) ---> stator (diam/oli kearah sudu bagian dalam).

• Kemungkinan II.

Speed ratio lebih besar dari 0, tetapi lebih kecil atau sama dengan 0,5 ---> T.t = T.p + T.s (dimana T.s < maksimal) ---> arah aliran oli: dari pump ---> turbin (berputar) ---> stator (diam/ oli kearah sudu bagian dalam).

• Kemungkinan III.

Speed ratio lebih besar dari 0,8, tetapi lebih kecil atau sama dengan 1 ---> pada keadaan ini T.s = (-) minus karena oli mengarah ke sudu bagian luar, sehingga T.t = T.p - T.s ---> arah aliran oli: dari pump ---> turbin (berputar) ---> stator (diam/ oli kearah sudu bagian luar).

• Kemungkinan IV.

Speed ratio lebih besar dari 0,5, tetapi lebih kecil atau sama dengan 0,8 ---> T.t = T.p + T.s, dimanan T.s = 0 (nol) sehingga T.t = T.p ---> arah aliran oli: dari pump ---> turbin (berputar) ---> stator (diam/ tetapi oli tidak membentur sudu).

2. Double phase
Pada torque converter tipe double phase, antara stator dan shaft nya dipasang freewheel sehingga stator dapat berputar satu arah.
Effisiensi yang mulai turun saat oli membentur sudu stator bagian luar , akan kembali naik saat stator mulai ikut berputar sehingga oli akan mengarah kembali menuju pump.
Ada tiga kemungkinan oil flow dan speed ratio pada tipe single phase, yaitu:

• Kemungkinan I.
  

Speed ratio lebih besar dari 0, tetapi lebih kecil atau sama dengan 0,5 ---> T.t = T.p + T.s (dimana T.s < maksimal) ---> arah aliran oli: dari pump ---> turbin (berputar atau diam) ---> stator (diam/ oli kearah sudu bagian dalam).

• Kemungkinan II.

Speed ratio lebih besar dari 0,6, tetapi lebih kecil atau sama dengan 0,8 ---> pada keadaan ini T.t = T.p + 0, ---> arah aliran oli: dari pump ---> turbin (berputar) ---> stator (belum/ akan berputar masih dapat mengarahkan oli kembali ke pump).

• Kemungkinan III.

Speed ratio lebih besar dari 0,8 ---> T.t = T.p - T.s, dimanan T.s = 0 (nol) sehingga T.t = T.p ---> arah aliran oli: dari pump ---> turbin (berputar) ---> stator (berputar sehingga tidak mengganggu arah oli kembali ke pump)

3. Triple phase
Pada torque converter tipe three phase, terdapat dua stator yang masing - masing dilengkapi dengan free wheel. Pada permulaan effisiensi mulai menurun, stator satu ( S1 ) akan berputar menghindari turunnya effisiensi.
Kemudian speed ratio dapat lebih tinggi yang selanjutnya effisiensi akan menurun lagi, tetapi stator dua ( S2 ) mulai berputar menyebabkan torque turbin tidak turun dan naiklah effisiensi yang kedua kalinya.

4. Torque converter dengan Lock up cluth
Cara lain untuk menaikkan effisiensi torque converter, dapat digunakan susunan clutch yang terletak antara pump dan turbin. Torque converter berfungsi sebagaimana mestinya, hanya pada speed tertentu dan apabila dikehendaki operator clutch dapat engaged yang berarti menghubungkan langsung antara turbin dengan pump sehingga merupakan unit direct drive dengan effisiensi 100 %.Torque Converter seperti ini biasanya stator dilengkapi dengan free wheel.
Ada juga Torque Converter yang dilengkapi dengan lock up clutch tetapi stator nya tidak memakai free wheel, tetapi stator nya dilengkapi dengan clutch. Stator clutch akan
disengaged untuk membebaskan stator dari housingnya dan dapat berputar bebas. Jadi ketika lock up clutch difungsikan, oli dalam torque converter dapat bergerak bebas bersama dengan putaran pump dan turbin, tanpa adanya hambatan dari sudu - sudu bila stator dalam keadaan diam.

Read More

Istilah-Istilah dalam Torque Converter

Elemen: yaitu jumlah komponen utama dalam torque converter yang berhubungan dengan oli flow.

Phase: yaitu perubahan kenaikan efisiensi dari torque converter (perubahan fungsi stator), berhubungan dengan konstruksi stator.

Stage: yaitu sesuatu yang berhubungan langsung dengan output shaft, dalam hal ini adalah turbin.

Stall: yaitu suatu keadaan dimana kecepatan turbin sama dengan nol, berhenti karena beban berlebihan, sedangkan kecepatan pump masih ada sesuai dengan kecepatan engine.

Stall speed: yaitu besarnya maksimum speed dari pump pada saat turbin berhenti, karena beban berlebihan.

Speed ratio: yaitu perbandingan antara kecepatan turbin dengan kecepatan pump, atau speed ratio = speed turbin / speed pump, atau e = nt / np.

Torque ratio: yaitu perbandingan antara torque turbin dengan torque pump, atau torque ratio = torque turbin / torque pump, atau t = tt / tp.

Efficiency: yaitu perbandingan antara power output (turbin) dengan power input (pump/ engine) dalam persen.

n = power turbin / power pump x 100 %
n = (speed turbin x torque turbin) : (speed pump x speed pump) x 100 %
n = speed ratio x torque ratio x 100 %.

Absorption torque of pump: yaitu besarnya torque engine yang diserap oleh pump untuk memberikan gaya pada aliran oli melalui sudu-sudu nya. Jika pump berputar dengan cepat, secara serempak menghasilkan aliran oli yang lebih besar, sehingga absorption of pump bertambah cepat.

Read More

Klasifikasi Torque Converter

Dengan adanya aliran oli didalam torque converter, maka pump, turbin dan stator masing-maing mendapat gaya (force) dan torque. Karena gaya yang menimbulkan torque adalah sama yaitu oli, maka berlaku hukum keseimbangan, dimana:

Aksi = Reaksi, atau
Aksi - Reaksi = 0

Didalam torque converter aksi adalah torque pump (T.p) dan reaksi adalah torque turbin (T.t) dan torque stator (T.s), sehingga:
T.p = T.t + T.s, atau
T.p - T.t + T.s = 0

Dari uraian diatas, terlihat jelas akan fungsi dari stator yang sebenarnya dimana torque turbin (T.t) bisa lebih tinggi dari torque pump (T.p) dengan adanya stator.

Variasi sirkulasi oli pada berbagai speed ratio

• Semakin tinggi putaran pump (engine) ---> akan semakin besar gaya sentrifugal ---> maka akan semakin besar juga flow oli.
• Semakin rendah speed ratio ---> akan semakin tinggi flow speed oli, karena gaya sentrifugal semakin besar.
• Semakin tinggi speed ratio ---> flow akan semakin terganggu karena gaya sentrifugal dari pump dan turbin mendekati seimbang.

Variasi torque turbin pada berbagai speed ratio.

• Pada speed ratio = 0 (keadaan stall) ---> Torque ratio = 3,5 (> 1/ maksimum) ---> T.t = T.p + T.s, dimana T.s = maksimum.
  
• Pada speed ratio = 0,8 ---> Torque ratio = 1 ---> T.t = T.p - T.s, dimana T.s = 0
• Pada speed ratio = 1 ---> Torque ratio = < 1---> T.t = T.p - T.s.

Kemampuan suatu toque converter digambarkan oleh torque ratio dan efisiensi maksimumnya. Torque ratio yang tinggi dan efisiensi yang tinggi, tentu saja kemampuan yang dimiliki torque converter akan semakin tinggi

Efisiensi pemindahan tenaga suatu torque converter selalu berubah-ubah sesuai dengan perubahan speed ratio nya. Efisiensi torque converter maksimum berkisar antara 80 - 90 %. Besar nya efisiensi maksimum dari suatu torque converter dipengaruhi oleh tipe dari torque converter tersebut.

Read More

Apa itu Torque Converter

Torque converter adalah suatu komponen power train yang bekerjanya secara hydrolis. Prinsip kerja dari torque converter adalah merubah tenaga mekanis dari engine menjadi energi kinetis (oil flow) dan merubahnya lagi menjadi tenaga mekanis pada shaft outputnya.

Fungsi torque converter adalah sebagai berikut:

• Sebagai kopling otomatis (automatic clutch) untuk meneruskan engine torque ke input transmisi.
• Meningkatkan (multiflies) torque yang dibangkitkan oleh engine.
• Meredam getaran puntir (torsional vibration) dari engine dan drive train.
• Meratakan (smoothes) putaran engine.

Komponen utama pada torque converter:

• Pump (impeller)
• Turbine (runner)
• Stator (reactor)
• Freewheel (one way clutch)

Fungsi Pump (impeller) adalah:
Pump yang dihubungkan dengan flywheel engine melalui drive case menghasilkan energi kinetis berupa gaya sentrifugal pada oli dengan cara melempar oli yang berada didalam sudu-sudu pump kearah turbin.

Fungsi Turbin (runner) adalah:
Merubah energi kinetis dari oli yang diberikan oleh pump menjadi tenaga mekanis pada output nya.

Fungsi Stator (reactor) adalah:
Mengarahkan oli flow dari turbin kembali ke pump agar arahnya sesuai, sehingga oli yang masih mempunyai energi kinetis membantu mendorong/ memperingan kerja pump.

Fungsi Freewheel (one way clutch) adalah:
Mengarahkan putaran stator ke satu arah saja sesuai yang di inginkan dengan tujuan untuk menaikkan efisiensi dari torque coverter.
Apabila stator tidak dilengkapi freewheel, jika turbin berputar cepat hingga speed ratio nya mendekati satu, maka arah aliran oli akan berubah, sehingga oli yang keluar dari turbin akan memukul punggung sudu-sudu stator. Keadaan demikian akan mengakibatkan aliran oli menjadi tidak beraturan dan efiensi torque converter akan turun.

Read More

Apa itu Relative Humadity

Jumlah uap air di udara pada suatu waktu tertentu biasanya kurang dari yang dibutuhkan untuk menjenuhkan udara. Kelembaban relatif adalah persentasi kelembaban jenuh , umumnya dihitung dalam hubungannya dengan kepadatan uap jenuh.


Satuan paling umum untuk mengukur kepadatan uap adalah gm / m ^3. Sebagai contoh, jika kepadatan uap yang sebenarnya sebesar 10 g / m ³ pada 20 ° C dibandingkan dengan kepadatan uap saturasi pada saat suhu tersebut yaitu 17,3 g / m ^3, maka kelembaban relatif nya adalah:



Kelembaban relatif adalah jumlah uap air di udara dibandingkan dengan apa udara dapat "tahan" pada suhu itu. Ketika udara tidak bisa "menahan" semua kelembaban, maka mengembun seperti embun.

Kelembaban relatif adalah rasio kelembaban mutlak saat ini untuk kelembaban absolut tertinggi (yang tergantung pada suhu udara saat ini). Sebuah membaca dari 100 persen kelembaban relatif berarti bahwa udara benar-benar jenuh dengan uap air dan tidak bisa menahan lagi, menciptakan kemungkinan hujan. Ini tidak berarti bahwa kelembaban relatif harus 100 persen dalam rangka untuk itu untuk hujan - itu harus 100 persen di mana awan yang membentuk, tetapi kelembaban relatif dekat tanah bisa jauh lebih sedikit.

Manusia sangat sensitif terhadap kelembaban, sebagaimana kulit bergantung pada udara untuk menyingkirkan kelembaban. Proses berkeringat adalah upaya tubuh untuk tetap tenang dan menjaga suhu saat ini. Jika udara berada pada 100-persen kelembaban relatif, keringat tidak akan menguap ke udara. Akibatnya, kita merasa jauh lebih panas daripada suhu sebenarnya ketika kelembaban relatif tinggi. Jika kelembaban relatif rendah, kita bisa terasa lebih sejuk daripada suhu yang sebenarnya karena keringat menguap dengan mudah, pendinginan kita off. Sebagai contoh, jika suhu udara adalah 75 derajat Fahrenheit (24 derajat Celcius) dan kelembaban relatif adalah nol persen, suhu udara terasa seperti 69 derajat Fahrenheit (21 C) untuk tubuh kita. Jika suhu udara adalah 75 derajat Fahrenheit (24 C) dan kelembaban relatif adalah 100 persen, kita merasa seperti itu 80 derajat (27 C) keluar.

Orang cenderung merasa paling nyaman pada kelembaban relatif sekitar 45 persen. humidifier dan dehumidifiers membantu untuk menjaga kelembaban dalam ruangan pada tingkat yang nyaman.

Jika udara berada pada 100-persen kelembaban relatif, keringat tidak akan menguap ke udara. Akibatnya, kita merasa jauh lebih panas daripada suhu sebenarnya ketika kelembaban relatif tinggi

Read More

Faktor Koreksi Tenaga Engine

Tenaga engine yang terbaca pada hasil pengujian di Dynamometer harus dikoreksi untuk mendapatkan hasil yang sesuai dengan standar nilai yang sesuai dengan kondisi dimana engine tersebut dibuat (pabrik).

Kenapa harus dikoreksi ? Karena kondisi lingkungan ditempat engine tersebut dibuat (pabrik) berbeda dengan kondisi lingkungan dimana engine dioperasikan.

Kondisi lingkungan yang mempengaruhi tenaga engine tersebut adalah:

• Tekanan atmosfir
  
• Temperature udara
  
• Kelembaban relatif

Semakin rendah tekanan atmosfir maka akan semakin tipis kandungan oksigen nya. Semakin tinggi temperatur udara maka akan semakin kecil kerapatan oksigen nya.

Begitu juga dengan kelembaban udara, apabila terlalu lembab maka kandungan oksigen nya juga akan semakin kecil.

Yang dibutuhkan dari udara untuk proses pembakaran hanyalah oksigen, dan oksigen hanya terkandung didalam udara kering, maka dengan sendirinya kadar oksigen didalam udara sangat tergantung pada kadar uap air dalam udara. Apabila kadar uap air didalam udara tinggi, maka kadar oksigen nya akan rendah. Begitu juga sebaliknya. Dari pengertian itu dapat kita simpulkan bahwa:

Pd = Pa - Pw
Dimana,
Pd = Pressure dry (tekanan udara kering)
Pa = Pressure atmosfir (tekanan atmosfir)
Pw = Pressure wet (tekanan udara basah atau tekanan uap sebagian)

Tekanan atmosfir (Pa) dapat kita baca pada tool barometer, kelembaban relatif dapat kita baca dengan menggunakan tool hygrometer.
Kelembaban relatif (RH) dapat kita definisikan sebagai perbandingan antara tekanan uap sebagian (Pw) terhadap tekanan uap jenuh (Pg) pada temperatur yang sama dan dinyatakan dalam prosen. Dari pengertian diatas dapat kita buat formula:

RH = (Pw : Pg) x 100%
Dimana,
RH = Relatif humadity (kelembaban relatif)
Pw = Pressure wet (tekanan uap sebagian)
Pg = Tekanan uap jenuh

Sekarang untuk mencari nilai pw kita bisa menggunakan formula:

RH = (Pw : Pg) x 100%
Pw = Pg x RH

Artinya untuk mencari nilai Pw kita perlu mengetahui dulu nilai Pg / tekanan uap jenuh nya. Nilai tekanan uap jenuh dipengaruhi oleh temperatur udara disekitarnya. Besar nya nilai tekanan uap jenuh untuk setiap tingkatan temperatur dapat dilihat pada "tabel tekanan uap jenuh" dari buku thermodinamika teknik.

Apabila tidak memiliki tabel tekanan uap jenuh, kita bisa mencari nilai Pw dengan menggunakan "psychometric diagram". Diagram ini menghubungkan antara temperatur bola basah dengan temperatur bola kering. Kita masukan nila temperatur-temperatur tersebut kemudian garis yang saling berpotongan kita tarik ke nilai dari tekanan uap sebagian nya berapa.

Sebagai contoh,apabila diketahui kelembaban relatif (RH) 60% pada suhu 30 ºC, maka besarnya tekanan uap sebagian nya adalah:

RH = 60% = 0,60
t = 30 ºC

Dari tabel kita dapatkan bahwa pada RH 60% dan temperatur 30 ºC, tekanan uap jenuh (Pg) nya adalah 31,8428 mmHg.
Maka tekanan uap sebagian (Pw) nya dapat dicari sebagai berikut:

Pw = Pg x RH
Pw = 31,8428 x 0,60
Pw = 19,1058 mmHg.

Faktor koreksi

Formula dasar yang dipakai untuk koreksi tenaga engine adalah:



Dimana:
K = Faktor koreksi
Pa_s = Tekanan atmosfir (standar)
Pa = Tekanan atmosfir (aktual)
Pw_s = Tekanan uap sebagian (standar)
Pw = Tekanan uap sebagian (aktual)
273 = Konstanta untuk derajat kelvin
t_s = Temperatur (standar)
t = Temperatur (aktual)

Read More

Menghitung Tenaga Engine

Satuan tenaga yang umum digunakan dan sudah kita bahas pada posting sebelumnya, yaitu satuan HP dan PS.
Tenaga (power) = Kerja /satuan waktu
Kerja (work) = Gaya (force) x jarak (distance)

Pada komponen engine, gaya diwakili oleh beban (load), jarak diwakili dengan panjang (radius/ lengan pada dynamo meter, atau jarak titik pusat main journal terhadap titik pusat pin journal crankshaft), kemudian waktu diwakili oleh kecepatan (putaran per menit/ rpm).

Gaya dikali kecepatan pada engine dinyatakan sebagai torsi (torque), sehingga torsi dapat dinyatakan: Torsi = Gaya x Kecepatan
Maka tenaga engine bisa ditulis dengan formula: P = T x S
Dimana,
P = Power (tenaga)
T = Torque (torsi)
S = Speed (rpm)

Jika suatu poros (shaft) berputar satu kali dalam satu menit dapat dinyatakan bahwa poros tersebut berputar 360º/menit. Jika berputar 3/4 putaran dalam satu menit, maka dapat dinyatakan dengan 0,75 put/mnt. atau 270º /mnt.

Dapat dinyatakan dengan: 1 putaran = 360º = 2π radian

Apabila Speed/kecepatan 1 putaran / mnt = 2π x n/mnt............ atau dalam 1 putaran/dtk = 2π x n/60.

1 PS = 75 kgm/dtk
1 HP = 76,04 kgm/dtk

Karena kecepatan putaran engine biasa menggunakan putaran per menit (rpm), maka harus dirubah menjadi putaran per detik, sehingga menjadi:
P = T x S
P = T x 2π x n/mnt, menjadi:
P = T x 2π x n/60 ........ untuk menjadikan dalam satuan kgm/dtk.

Sehingga tenaga dalam satuan HP, didapat formula:
HP = (T x 2π x n)/(60 x 76,04)
HP = (2π : 4662,4) x T x n
HP = 0,001376 x T x n


Dalam satuan PS, didapat formula:
PS = (T x 2π x n)/(60 x 75)
PS = (2π : 4500) x T x n
PS = 0,001396 x T x n

Contoh penggunaan formula, jika diketahui dari grafik performance engine, engine tersebut mempunyai rated power sebesar 320 hp pada 2000 rpm, maka torque rated nya didapat:

HP = 0,001376 x T x n
HP rated = 0,001376 x Torque rated x n
320 = 0,001376 x T x 2000
Torque rated = 320 : ( 0,001376 x 2000)
Torque rated = 116 Kg.m

Read More