TEGANGAN

TEGANGAN

        1. Pengertian Tegangan Apabila sebuah batang dibebani suatu gaya maka akan terjadi gaya reaksi yang besarnya sama dengan arah yang berlawanan. Gaya tersebut akan diterima sama rata oleh setiap molekul pada bidang penampnag batang tersebut. Jadi, misalnya besarnya gaya tersebut adalah sebesar F dan luas penampangnya adalah A maka setiap satuan luas penampang akan menerima beban sebesar F/A

Tegangan ada bermacam-macam sesuai dengan pembebanan yang diberikan. Misalnya, pada beban tarik akan terjadi tegangan tarik maka pada beban tekan akan terjadi tekan dan seterusnya. Terjadinya tegangan akibat deformasi dari pembebanan Sebuah batang yang dibebani suatu gaya maka di dalam batang itu sendiri akan timbul gaya reaksi atau gaya lawan yang dihasilkan oleh gaya di antara molekul-mlekul itu sendiri. Reaksi atau gaya lawan di dalam batang itu disebut dengan gaya alam. Misalnya, suatu batang di bebani gaya seperti pada gambar berikut ini. Bila dipotong pada penampang X-X akan diperoleh suatu sistem keseimbangan. Gaya dalam yang arahnya tegak lurus penampang normal. Dinamakan gaya normal (Fn) Gaya dalam yang arahnya sejajar dan atau terletak pada penampang normal. Dinamakan gaya tangensial (Fq) Telah disinggung di atas bahwa gaya dalam-gaya dalam akan diterima sama rata oleh setiap molekul pada seluruh bidang penampang batang. Gaya dalam yang bekerja pada setiap satuan luas penampang itu dinamakan tegangan. 

Tegangan= Gaya Dalam / Luas penampang

2. Satuan Tegangan Bila gaya dalam diukur dalam kgf atau N, sedangkan luas penampang dalam m2 maka: Tegangan disingkat dengan simbol huruf V (baca: sigma) atau W (baca: thau) Tegangan ada dua macam, yaitu tegangan normal disingkat V dan tegangan tangensial disingkat W . Tegangan normal bila luas penampang = A m2 dan besarnya gaya Fn = kgf 

Macam-macam tegangan dasar 

a. Tegangan tarik. Misalnya, terjadi pada tali, rantai, dan sudu-sudu turbin. �௧ = ி ஺ = ி೙ ஺ 

b. Tegangan tekan. 

Misalnya, terjadi pada porok sepeda, batang torak dan tiang bangunan yang belum mengalami tekukan. �஽ = �௡ � = � � 

c. Tegangan geser. Misalnya, pada paku keling, gunting, dan baut. �ௌ = �௤ � = � �

d. Tegangan lengkung. Misalnya, pada poros-poros mesin dan poros roda yang dalam keadaan ditumpu. Jadi, merupakan tegangan tangensial. � = �஺ + �஻ �௕ = ெ್ ௐ್ Mb = momen lengkung Wb = momen tahanan lengkung 

e. Tegangan puntir. Misalnya, pada poros roda gigi dan batang-batang torsi pada mobil. Jadi, merupakan tegangan tangensial. �௧ = ெ೟ ௐ೛ Mt = momen puntir (torsi) WP = momen tahanan polar (pada puntir) 

     Tegangan tarik. Apabila pada suatu batang bekerja gaya-gaya yang sejajar dengan sumbu batang ke arah luar dan tegak lurus penampang normal maka dikatakan bahwa batang tersebut mengalami pembebanan tairk. Keadaan pada beban tarik terjadi, misalnya pada rantai, sabuk mesin dan tali pada pesawat angkat . Pada penampang X-X: Fn = F

  Apabila tegangan tarik yang diizinkan = �ത௧ maka tegangan tarik harus lebih kecil daripada tegangan tarik yang diizinkan. Dengan demikian dapat ditentukan ukuran-ukuran untuk perencanaanya. �������� = � �ഥ� (���� � ����� ����������) ��������� = �. �ഥ� (���� ����� ��������� �������� �) Apabila luas penampang tidak sama besarnya di sepanjang batang maka diambil luas penampang yang terkecil karena pada penampang terkecil itu yang paling berbahaya. Pada batang yang tergantung bebas selain menerima pembebanan tarik F sebenarnya juga harus menerima beban oleh beratnya sendiri G sehingga beban total menjadi F + G maka tegangan maksimum : ����� = �+� � ≤ �� തതത Pada ranitai yang harus menerima beban tarik adalah dua bagian penampang kiri dan kanan. � = � ቀ� � ��ቁ � = � � ��� 

a. Sifat Elastisitas Bahan Pada saat batang mengalami beban tarik, batang akan bertambah panjang

keadaan ini dikatakan batang tersebut meregang. Besarnya regangan dipengaruhi oleh besarnya beban. Apabila batas kekuatan bahan tidak dilampaui maka jika beban yang diberikan dilepaskan, batang tersebut akan kembali ke ukuran semula. Akan tetapi, bila bebannya ditambah sedikit saja, batang tersebut tidak mampu kembali ke ukuran panjang semula meskipun beban sudah dilepaskan. Jadi. pertambahan panjangnya tetap.

    Beban maksimum yang berakibat batang tidak mengalami pertambahan panjang yang tetap dinamakan batas proporsional. Pada keadaan ini bahan masih dalam keadaan elastis atau masih memiliki sifat elastisitas bahan. Regangan adalah perbandingan antara pertambahan panjang setelah patah dengan panjang semula yang dinyatakan dalam perseratau tidak dengan persen. Regangan ini menunjukkan apakah bahan itu cukup elastis artinya bila regangannya besar bahan tersebut mampu menahan perubahan bentuk sebelum patah. Makin besar regangan suatu bahan maka bahan itu makin mudah dibentuk.

     Selain mengalami pertambahan panjang jika suatu batang ditarik maka juga akan mengalami perubahan penampang. Batang akan menjadi lebih kecil. Pengurangan luas penampang yang terjadi sampai batas kekuatan tariknya atau sebatas kekenyalannya disebut kontraksi. Adapun pengurangan luas penampang terbesar terjadi setelah batang putus yang disebut penggentingan. Penggentingan juga disebut regangan pada arah tegak lurus poros (lateral strain) disingkat Hq. 

b. Hukum Hooke 

pada perhitungan tegangan tarik Apabila beban tarik yang dikenakan pada suatu batang sebelum melampaui batas proposionalnya maka akan berlaku ketentuan sebagai berikut: Perpanjangan atau perpendekan akan berbanding lurus dengan beban dan panjang semula, tetapi berbanding terbalik dengan penampangnya. Perubahan memanjang dari sebuah batang berabnding lurus dengan beban dan panjang semula, tetapi berbanding terbalik dengan modulus kenyal. Hukum Hooke itu masih tetap berlaku apabila beban tidak melampaui batas perbandingan (proporsionalitas). Apabila tegangan dalam batang terletak di atas batas proposionalitasnya maka hukum Hooke sudah tidak berlaku lagi. Pada batas proposionalitas akan berlaku hubungan antara tegangan dan regangan: �������� �������� = ������� Konstanta ini dinamakan modulus kenyal atau modulus elastissitas (E). � = V � Modulus kenyal atau modulus elastisitas adalah ukuran kekakuan suatu bahan. Suatu bahan dengan modulus kenyal yang lebih besar disebut lebih kaku, sedangkan suatu bahan dengan modulus kenyal yang lebih kecil disebut lebih lemah. 

   Tegangan Tekan Pembebanan tekan merupakan kebalikan dari pembebanan tarik maka tegangan tekan juga merupakan kebalikan dari tegangan tarik. Pembebanan tekan terjadi bila gaya luar bekerja sejajar sumbu batang ke arah dalam batang tersebut. Akibat beban tekan tersebut, penampang batang akan bertambah pendek dan terjadi pembesaran penampang. Bila batang tidak mampu menahan beban tekan itu maka akan rusak atau pecah. Gaya dalam (Fn) benda itu menahan pengaruh gaya luar.     

     Makin besar luas penampangnya, bertambah besar pula kekuatan benda itu. Pada kenyataannya, beban tekan sejati jarang/sukar sekali terjadi karena berbagai keadaan atau kedudukan 

batang maupun arah beban yang tidak benarbenar tegak lurus penampang. Oleh karena itu, pada beban tekan perlu diperhatikan adanya bahaya tekukan. Dalam praktek, beban tekan itu terjadi misalnya pada fondasi mesin, batang torak, dan tiang bangunan. Untuk menghitung ukuran suatu alat atau bagian mesin yang menderita beban tekan selalu digunakan tegangan tekan yang diizinkan (a). Seperti halnya pada pembebanan tarik, tegangan tekan yang diizinkan diperhitungkan dengan menentukan faktor keamanan (s).

        Tegangan Patah 1. Pengertian Tegangan Patah Apabila batang dalam pemakaian pada kontruksi dibebani gaya luar melebihi kekuatan bahan itu sendiri tentu akan mengalami kerusakan, seperti memanjang, memendek, melengkung, dan patah atau pecah. Pembebanan harus diperhitungkan oleh perencana kemudian dibandingkan dengan tegangan yang diizinkan. Besarnya tegangan ini dari suatu bahan semata-mata tergantung dari kekuatan bahan. Pada beban Tarik, batang akan putus setelah memanjang dan mengalami pengecilan penampang. Pada beban tekan batang akan pecah  setelah mengalami pemendekan dan pembesaran penampang karena tidak mampulagi menahan tekanan. Sama halnya pada beban puntiran dan berbolakbalik, pada beban tekukan batang akan patah setelah lapis, atas mengalami pemanjangan dan pemindahan pada lapisan bawa Batang akan mempunyai kemungkinan patah apabila beban maksimum dilampaui. Tegangan yang terjadi pada beban maksimu merupakan batas tegangan patah. Tegangan patah adalah beban ma! simum yang menyebabkan patah dibagi dengan luas penampang batang. �������� ����ℎ = ����� �������� �������� ����ℎ ���� ��������� ������ 

    Tegangan patah kemungkinan dapat terjadi berada di bawah hargah tegangan pada beban maksimum. Untuk menjelaskan tegangan patah ini dapat dimisalkan pada diagram tarik berikut ini. Pada garis 0-a, regangan sebanding dengan tegangan. Garis ini juga disebut garis modulus dan sudut yang terbentuk dengan garis mendatar disebut sudut modulus. Makin besar sudut modulus berarti bahan makin keras dan regangannya makin kecil. Sebaliknya, makin kecil sudut modulusnya makin lunak dan regangannya lebih besar. Titik a adalah batas proporsional (batas kekenyalan). Tegangan di titik a dinamakan tegangan kenyal atau tegangan proporsional Vpr. Tegangang diizinkan berada sebelum mencapai titik a. Garis a-b batang mendapat perpanjangan tetap dan tidak mampu lagi kembali ke panjang semula walaupun beban dilepaskan (batang mengalami deformasi plastis). Pada batas proporsional, batang masih dapat kembali ke panjang semula (batang mengalami deformasi elastis). Setelah titik b, tegangan mendadak turun dan sedikit naik kembali. ncangan ini berlangsung beberapa kali. Gejala ini disebut pelumer(jaris b-b,). Tegangan di titik b disebut batas lumer atau batas renggang Vlu �������� ����� V௧ = ���� �������� ���� ��������� ���� − ���� = � ���� �଴ 

Karena batang mengecil pada waktu pembebanan dan memanjang setelah beban maksimum sampai batang putus. Jadi, batang panjang sampai patah bersamaan dengan turunnya tegangan sampai nol. Mulai titik b2 bahan tidak memiliki kekuatan untuk menahan beban apapun clan sampai di titik c batang patah. Tegangan titik c disebut tegangan patah VB. Tegangan patah V஻ = ௕௘௕௔௡ ௠௔௞௦௜௠௨௠ ௣௔ௗ௔ ௦௔௔௧ ௣௔௧௔௛ ௟௨௔௦ ௣௘௡௔௠௣௔௡௚ ௧௘௥௞௘௖௜௟ ௣௔ௗ௔ ௣௔௧௔௛௔௡ V஻ = ிಳ ஺ೠ VB = tegangan patah (kgf/m2 ) FB = gaya terbesar paa saat patah (kgf) Au = luas penampang terkecil pada saat patah (m2 ) 2. Klasifikasi Baja Berdasarkan pada Tegangan Patah Sifat teknik dari baja terutama ditentukan oleh banyaknya kadar karbon. Makin besa kadar karbonya makin besar pula kekerasanya dan kekuatannya makin besar untuk gaya tarik. Sebagai gambaran klasifikasi baja berdasarkan tegangan patah atau kekuatan baja itu dapat kita lihat dalam tabel berikut in

     Tegangan Lengkung/bengkok Tegangan lengkung adalah tegangan yang diakibatkan karena adanya gaya yang menumpu pada titik tengah suatu beban sehingga mengakibatkan benda tersebut seakan-akan melengkung. Untuk lebih jelasnya dapat diuraikan sebagai berikuti : Pada sistem gaya berikut ini batang akan menderita tegangan yang disebabkan oleh gaya F, Tegangan tersebut dinamakan tegangan lengkung atau tegangan bengkok. contohnya, pada poros-poros mesin dan poros roda yang dalam keadaan ditumpu, gerakan rocker arm pada mekanisme katup.Gambar berikut ini menunjukkan tegangan lengkung atau bengkok yang terjadi. Sedangkan rumus untuk tegangan lengkung ini adalah : F = Ra + Rb �� = �� �� dimana: �� = Tegangan lengkung/bengkok Mb = momen lengkung/momen bengkok Wb = momen tahanan lengkung/bengkok Momen lentur pada berbagai balok yang dibebani Momen lentur = Gaya dikalikan Jarak Mb = F . l 

Besarnya tegangan lentur tergantung dari : x Besar gaya atau cara Pembebanan x Panjang lengan tuas x Cara penjepitan lengan tuas x Bentuk dan besarnya penampang balok 

KOPEL

KOPEL

      Sebuah kopel dapat didefinisikan sebagai dua gaya yang pararel yang mempunyai besar yang sama, arahnya berlawanan dan dipisahkan oleh jarak yang tegak lurus, contoh gambar ini akan memperjelas pemahaman ini. Bila kedua gaya tangan kanan dan tangan kiri untuk memutarkan alat itu sama besarnya, arahnya berlawanan, satu mendorong dan satunya lagi menarik maka pasangan gaya-pasangan gaya itu disebut pasangan atau Gaya kopel. Dalam diagram gaya digambarkan sebagai berikut. F1 =F2 F1 gaya tarik ke atas. F2 gaya tekan ke bawah. Jarak antara kedua gaya tersebut dengan titik A sama panjang F1A = F2A Karena gerakan gaya itu memutar maka momen besarnya sama dengan besarnya gaya dikalikan jaraknya. M = F a. M = momen gaya kopel (N m atau kgf m) F = gaya kopel (N) a = tangkai atau lengan gaya kopel (m). Bila arah perputaran gaya kopel itu ke kanan maka dinamakan positif diberi tanda (+) dan bila arahnya ke kiri maka dinamakan negatif diberi tanda (-).

MOMEN

MOMEN

   1. Pengertian Momen Momen gaya F terhadap titik pusat O adalah hasil kali Antara besarnya gaya F dengan jarak garis gaya, ke titik pusat O. Besarnya momen tergantung dari besarnya gaya F dan jarak garis gaya terhadap titik putarnya (L). Dalam bidang teknik mesin momen sering terjadi pada saat mengencangkan mur atau baut, pengguntingan pelat, dan sebagainya. Jadi momen suatu gaya terhadap suatu titik ditentukan oleh besarnya gaya dan jaraknya terhadap titik itu. Dalam satuan SI (standar international), momen memiliki satuan Newton meter (N.m). Ketentuan 1) Apabila momen tersebut bekerja ke arah kanan (searah dengan jarum jam) dinamakan momen positif (isbat) dan diberi tanda (+). 2) Apabila momen tersebut bekerja ke arah kiri dinamakan momen negatif (napi) dan diberi tanda (-)

a. Momen gaya dari beberapa gaya pada satu garis kerja Pada gambar b menunjukan dua buah gaya yang arahnya berlawanan maka bila selisih gaya tersebut ke kiri arahnya berarti momen gayanya negatif. R = F1 – F2 R searah dengan F1 -MR = (MF1) – MF2 b. Momen gaya– momen gaya F1, F2, dan F3 terhadap titik A adalah 6 M = F1 . AB + F2 . AC – F3 . AD 6 M = MR 6 M = R . AE. b. Momen terhadap poros. Momen poros atau momen gaya terhadap poros adalah hasil kali proyeksi gaya itu pada bidang datar yang tegak lurus poros terhadap jarak proyeksi gaya itu ke titik potong poros dengan bidang. Misalnya, proyeksi gaya F pada bidang datar adalah F, titik potong poros dengan bidang adalah O, jarak antara F sampai O adalah L maka momen porosnya adalah M=F . L

F dalam newton.

 L dalam meter. 

N dalam Nm. 

Arah putaran ke kanan diberi tanda (+) dan bila ke kiri (-). 

Momen poros M= F . L Apabila sebuah paku sekrup diputar maka arah masuknya paku sekrup itu dipandang sebagai vektor momen. 

Vektor Mo tegak lurus bidang di titik O. C. 

   Momen pada batang Sebuah batang ditumpu secara engsel di tengah-tengahnya. Salah satu ujungnya dibebani dengan muatan, maka batang tersebut akan berputar (ke kiri atau ke kanan). Agar batang tersebut tidak berputar, pada ujung yang lain dibebani dengan muatan yang harganya sama besar. Misalnya, beban di sebelah kiri digeser ke kanan mendekati titik tumpu maka batang tersebut akan berputar ke kanan. Makin mendekati titik tumpunya makin kuat pula putarannya. Hal ini karena momen gaya yang ditimbulkan oleh masing-masing beban terhadap titik tumpunya tidak sama.             Dalam hal ini momen gaya di sebelah kanan lebih besar. Agar masing-masing beban di kedua sisi pada jarak yang tidak sama tidak menimbulkan putaran maka pada beban yang berada lebih dekat dengan titik tumpunya harus ditambah besarnya. Dengan demikian besarnya momen gaya yang terjadi di sebelah kiri sama dengan momen gaya yang terjadi di sebelah kanan. Batang dalam keseimbangan apabila momen gaya di sebelah kiri sama dengan momen gaya di sebelah kanan: -X . 0,15 m = +10 N . 0,30 m = 3 N m -X = ଷ ே௠ ଴,ଵହ ௠ X = - 20 N Tanda negatif (-) menunjukan arah putaranya ke kiri

GAYA

GAYA

1. Pengertian gaya

      Pengertian gaya Gaya serta sifat-sifatnya perlu difahami dalam ilmu Mekanika Teknik karena dalam ilmu tersebut, mayoritas membicarakan tentang gaya, Jadi dengan memahami sifat-sifat gaya, siswa akan lebih mudah memahami permasalahan yang terjadi di pelajaran Mekanika Teknik. Misal kendaraan yang pada suatu jembatan, kendaraan tersebut merupakan beban yang ditampilkan dalam bentuk gaya. Gaya adalah merupakan vektor yang mempunyai besar dan arah. Penggambarannya biasanya berupa garis dengan panjang sesuai dengan skala yang ditentukan. Jadi panjang garis bisa dikonversik an dengan besarnya gaya.

Contoh

     Orang mendorong mobil mogok kemampuan orang mendorong tersebut adalah 15 kg. Arah dorongan kesamping kanan ditunjukkan dengan gambar anak panah arah kesamping dengan skala 1 cm = 15 kg Jadi 15 kg adalah gaya yang diberikan oleh orang untuk mendorong mobil mogok dengan arah kesamping kanan, yang diwakili sebagai gambar anak panah dengan panjang 1 cm karena 1 cm setara dengan 15 kg.

       Nama satuan untuk gaya menurut SI adalah Newton dengan lambang N. Notasi gaya disimbulkan dengan F. Satuan gaya ini diturunkan dari F = m a. Gaya menyebabkan percepatan pada benda. Besarnya percepatan itu tergantung pada besarnya massa benda dan besarnya gaya. Seperti dikatakan dalam hukum Newton II sebagai berikut. Gaya yang bekerja pada suatu benda adalah sama dengan massa benda dikalikan percepatannya. Jadi, gaya = massa x percepatan. 

 F = m.a 

 F = gaya (N) atau (dyne). 

 m= massa benda (kg) atau (g). 

 a = percepatan (m/s2 ) atau (cm/s2 ).

1 newton sama dengan gaya yang diperlukan untuk memberi 1 kg massa dengan suatu percepatan 1m/s2 (N = kg.m/s2 ).

 2. Batasan Besaran 

a). Besaran dengan Satuan Besaran fisis adalah konsep yang dipakai untuk menggambarkan fenomena fisis secara kualitatif dan kuantitatif. 

Besaran ini dapat diklasifikasikan ke dalam kategori-kategori. Setiap kategori berisi hanya besaran-besaran yang dapat dibandingkan. bila besaran itu dipilih sebagai besaran patokan disebut satuan. Semua besaran yang lain dapat dinyatakan sebagai hasil kali dari satuan ini dengan suatu angka yang disebut nilai bilangan dari besaran tersebut. 

Contoh 

       Gaya tekan sebesar 10 N. F=10N maka N melambangkan satuan yang dipilih untuk besaran F dan 10 melambangkan nilai bilangan dari besaran F bila dinyatakan dalam satuan N. Besaran F tersebut dapat juga dinyatakan dengan satuan lain. Misalnya, dinyatakan dengan kgf (kilogram force atau kilogram gaya). Jadi, besaran tersebut tidak tergantung dari pemilihan satuan. Besaran fisis dapat dijumlahkan atau dikurangkan apabila termasuk dalam satu kategori. Besaran fisis dapat juga dikalikan atau dibagi satu cerhadap lainnya menurut aturan ilmu hitung. 

Contoh Kecepatan pada gerak beraturan adalah v = L/t

L adalah jarak dalam interval waktu t.

 Bila jarak L = 5 cm dan interval 

waktu t = 2,5 s 

maka: V = L/t = 5.2,5 = 2cm/dtk

b). Besaran vektor dan Besaran Skalar Besaran fisis dibagi menjadi 2 golongan, yaitu besaran vektor dan besaran skalar. 

Besaran vektor adalah besaran yang memiliki besar dan arah. Contohnya: kecepatan, percepatan gravitasi, dan gaya. Vektor dapat digambarkan dengan tanda anak panah. Panjang anak panah melambangkan besarnya vektor clan ujung anak panah menunjukkan arah bekerjanya vektor. Besaran skalar adalah besaran yang hanya memiliki besar saja. Contohnya: laju, berat, jarak, dan waktu. Misalnya, pada spidometer kendaraan bermotor, angka-angka yang ditunjukkan oleh panah itu menunjukkan besarnya kecepatan (laju) pada skala tertentu, misalnya 100 km/jam. Akan tetapi, panah yang menunjukkan angka tersebut tidak menunjukkan arah lajunya kendaraan. Contoh lainnya alat-alat yang menunjukkan besaran skalar adalah odometer, tachometer, dan timbangan. Sedangkan kecepatan dari suatu gerakan tentu memiliki arah gerakan dan besarnya kecepatan tersebut. Jadi, merupakan besaran vektor

Catatan: Untuk besaran vektor perpindahan, kecepatan, dan percepatan ada hubungannya dengan kolom di sebelah kanannya pada besaran skalar. Misalnya, laju adalah besaran

3. Klasifikasi Gaya Sebuah titik materi yang diam dapat bergerak jika didorong, ditarik, ditekan, dan sebagainya. Sebaliknya, titik materi yang bergerak dapat pula berhenti (diam) kalau ada sebabnya. Demikian pula besarnya kecepatan dan arahnya gerakan dapat pula berubah sebab perubahan itulah yang disebut gaya. 

    Gaya adalah besaran vektor. Jadi, dapat digambarkan dengan lukisan garis. Untuk menggambarkan gaya dengan sebuah garis, harus memenuhi tiga ketentuan, yaitu titik tangkap gaya, gaya, dan arah gaya. a). Besarnya Gaya dan Garis Kerja Gaya Besaran gaya menurut SI digunakan satuan newton (N) atau kg m/s2. Besarnya suatu gaya dilukiskan sebagai garis lurus dan panjang itu menyatakan besarnya gaya. Untuk melukiskan besarnya gaya digunakan perbandingan atau skala gaya. Misalnya, 1 cm garis menggambarkan gaya 1 newton maka gaya sebesar 10 N digambarkan dengan garis lurus sepanjang 10 cm. 

     Penentuan skala gaya ini sembarang artinya tergantung dari tempat akan kita pakai untuk melukis gaya tersebut. Garis lukisan gaya itu dapat diperpanjang terus baik ke belakang maupun ke depan dan lukisan gaya itu dapat pula dipindahkan ke mana saja sepanjang garis lurus tersebut asalkan panjangnya tetap sama. Garis lurus tempat gaya tadi dapat dipindah-pindahkan disebut garis kerja. Jadi, dapat didefinisikan bahwa gaya dapat dipindahkan di sepanjang garis kerjanya asalkan arah dan besarnya sama. L adalah panjang anak panah yang menurut skala menggambarkan besarnya gaya F (vektor AB = AB). dapat dipindahkan ke mana saja asal masih pada garis kerja gaya. 

1). Menentukan Arah Gaya Arah gaya dapat digambarkan sebagai tanda panah. Arah tanda panah tersebut sebagai arah gaya itu bekerja. Misalnya, sebuah gaya F bekerja ke kanan maka tanda panah tersebut dilukiskan di sebelah kanan dari garis gaya. Bila gaya F bekerja ke bawah maka tanda panah dilukiskan di bagian bawah (menghadap ke bawah) dari garis gaya. 

2). Menentukan titik tangkap gaya Apabila suatu benda ditarik kekanan oleh sebuah gaya F yang bekerja pada titik A, maka titik A tersebut dinamakan titik tangkap gaya. Titik tangkap adalah titik tempat sebuah gaya mulai bekerja. Titik A adalah titik tangkap Gaya F yang arahnya ke kanan. 

3). Memindahkan Gaya 

   Memindahkan gaya F di sepanjang garis kerjanya Sebuah gaya F dapat dipindahkan (digeser) tempatnya di sepanjang garis kerjanya, tanpa mengurangi pengaruh gaya tersebut pada benda.

Misalnya, kita menarik sebuah benda dengan seutas tali (berat tali dibaikan) dengan gaya sebesar F maka apakah tali itu ditambatkan pada titik A atau ditambatkan pada B, hasilnya akan tetap

4. Menyusun Gaya Apabila pada sebuah benda bekerja beberapa buah gaya (sistem gaya) maka sistem gaya itu dapat diganti dengan sebuah gaya lain yang pengaruhnya sama terhadap benda tersebut, seperti pada sistem gaya pertama. Kedua sistem gaya tersebut dinamakan ekuivalen. Dengan demikian sebuah gaya lain itu menggantikan sistem gaya yang pertama. Gaya yang menggantikan beberapa buah gaya disebut gaya pengganti atau gaya hasil yang juga sering dikatakan sebagai resultan (R). Gayagaya yang digantikan disebut komponen. Mengganti beberapa buah gaya menjadi sebuah gaya (R) disebut menyusun gaya. Menyusun gaya dapat dilakukan dengan dua cara yaitu secara grafis (melukis) dan secara analitis (menghitung). 

a). Menyusun Gaya secara Grafis 

1). Beberapa buah gaya pada satu garis kerja dan arahnya sama.

2). Beberapa buah gaya dengan arah berlawanan pada satu garis kerja. Bila dua buah gaya sama besar dan berlawanan arahnya maka besarnya resultan adalah selisih dari kedua gaya tersebut dan arahnya mengikuti arah gaya yang lebih besar. Bila kedua gaya sama besarnya dan berlawanan arahnya maka besarnya resultan adalah nol artinya benda dalam keadaan setimbang atau diam

3). Menyusun gaya dengan metode paralelogram.

Misalnya, dua buah gaya F1 dan F2 dengan arah yang berbeda membentuk sudut Q atau D seperti gambar di bawah maka resultan R diperoleh dari garis sudut menyudut yang dibentuk dari jajargenjang dengan sisi-sisi F1 dan F2 (lihat gambar a). Demikian pula untuk beberapa buah gaya maka penyelesaian dengan metode paralelogram diselesaikan satu persatu

4). Menyusun gaya dengan metode segitiga gaya. Untuk menyusun gaya dengan metode segitiga gaya dapat dilakukan dengan melukis segitiga dengan sisi-sisi F1 dan F2. Segitiga gaya didapatkan dengan memindahkan salah satu gaya ke ujung gaya yang lain dan arahnya tetap. Misalnya, gaya F1 dipindahkan ke ujung gaya F2, arah dari gaya pindahan itu sama, dan sej'ajar dengan gaya F1. Sisi yang ketiga didapatkan dengan menghubungkan titik A dengan ujung gaya pindahan tadi. Sisi ke tiga itulah merupakan resultannya yang arahnya dari titik tanfkap A ke ujung gaya perpinhan itu

5). Menyusun gaya dengan metode poligon gaya. Menyusun gaya dengan cara ini lebih ringkas dan jelas, yaitu dengan memindahkan gaya F2 ke ujung F1, F3 ke ujung F2, F4 ke ujung F3, dan seterusnya. Pemindahan gaya-gaya tersebut harus benar-benar sama besarnya dan sama arahnya. Pemindahan dilakukan berurutan dan dapat berputar ke kanan atau ke kiri. Besarnya resultan adalah garis yang menghubungkan (ditarik) dari titik A sampai ujung gaya yang terakhir dan arahnya adalah dari A menuju ujung gaya terakhir itu.

6). Menyusun gaya-gaya yang bekerja pada satu bidang dengan titik tangkap sendiri-sendiri. Untuk cara ini kita memanfaatkan kaidah bahwa gaya dapat dipindahkan di sepanjang garis kerjanya. Misalnya, batang AB ditarik ke kanan oleh dua buah gaya F1 dan F2 yang tidak sejajar. Untuk menentukan titik tangkap, arah, dan besarnya gaya, gaya F1 serta gaya F2 kita perpanjang garis kerjanya hingga berpotongan di satu titik. Titik itulah dianggap sebagai titik tangkap gaya-gaya tadi. Sekarang caranya sama seperti metode jajargenjang (paralelogram). Ada tiga keadaan yang mungkin dijumpai dalam cara ini. 1) Dua buah gaya yang sejajar dan searah (gambar a dan b). 2) Dua buah gaya yang sejajar dan arah berlawanan (gambar c). 3) Dua buah gaya yang tidak sejajar dan arah berlainan. a) Dua buah gaya yang sejajar dan searah. Resultan dua buah gaya yang searah dalam satu bidang dengan titik tangkap sendiri-sendiri F1 dan F2 bekerja pada batang AB. Buatlah perpanjangan garis AB dan tentukan AK = BK (tidak ada pengaruhnya karena saling meniadakan/berlawanan arah). R1 adalah resultan dari AK dengan AF1 dan R2 adalah resultan dari BK dengan BF2. Perpanjangan R1A dan R2B saling berpotongan di C. Buatlah garis melalui C sejajar Gaya F1 dan sejajar gaya F2 sehingga memotong batang AB di D. DR 

adalah resultan gaya F1 dan F2 yang dicari. Besarnya R = F1 + F2 dan arahnya sama dengan kedua gaya tersebut. Selain itu, dapat juga menentukan besar, letak, dan arah resultannya dengan cara sebagai berikut. Pindahkan gaya yang lebih besar F2 ke gaya yang lebih kecil F1 dengan arah berlawanan dengan gaya yang kecil. Pindahkan gaya yang lebih kecil ke gaya yang lebih besar dengan arah sama dengan gaya yang besar. Sambungkan kedua ujung gaya pindahan tadi hingga memotong batang AB di titik E. Titik E tersebut adalah titik tangkap dari resultan R yang besarnya R = Fl + F, dan arahnya sama dengan kedua gaya tersebut

Dua buah gaya yang sejajar dan berlawanan arah serta titik tangkap sendiri-sendiri. Cara mencari titik tangkap, arah, dan besarnya resultan sama dengan cara pada gaya yang searah, tetapi besarnya resultan adalah selisih dari kedua gaya tersebut. Pindahkan gaya yang besar ke gaya yang lebih kecil dengan arah berlawanan. Pindahkan gaya yang kecil ke gaya yang lebih besar dan arahnya sama dengan yang besar. Hubungkan kedua ujung gaya pindahan itu memotong batang AB di titik E. Titik E adalah titik tangkap dari resultan kedua gaya tersebut. Besarnya resultan R = F2 - F1 dan arahnya mengikuti arah gaya.yang besar

c) Dua buah gaya yang tidak sejajardengan titik tangkap sendirisendiri. Caranya sebagai berikut. Perpanjanglah garis kerja kedua gaya tersebut hingga berpotongan dan membentuk sudut. Kaidahnya sekarang sama dengan cara mencari resultan dengan metode paralelogram. Apabila resultan R1 diperpanjang hingga memotong batang AB di titik D maka titik D adalah titik tangkap resultan R. Besarnya R = F1 + F2 dan R = R1, R = ඥF1² + F2² + 2 . F1 . F2 . cos . d 

F. Menyusun Gaya secara Analitis 

1. Dua buah gaya dengan satu garis kerja dan arahnya sama. Besarnya resultan adalah jumlah kedua gaya tersebut clan arahnya sama. Titik tangkap berada/terletak pada garis kerja gaya-gaya tersebut. Misalnya, F1 = 50 N clan F2 = 30 N. Keduanya bekerja pada satu garis kerja dan arahnya sama. Jadi, besarnya resultan R = F1 + F2 = 50N + 30N = 80N. 2. Dua buah gaya dengan satu garis kerja dan arahnya berlawanan. Besarnya resultan adalah selisih dari kedua gaya tersebut clan arahnya mengikuti gaya yang besar. Misalnya, F1 = 50 N clan F2 = 30 N. Keduanya bekerja pada satu garis kerja serta arahnya berlawanan. Jadi, besarnya resultan R = 50 N - 30 N = 20 N (arahnya mengikuti gaya Fl)  

3. Dua buah gaya yang saling tegak lurus sesamanya. F1 tegak lurus F2 maka R = ඥ�1² + �2² dan arahnya membentuk sudut tan Q = �� �� Besarnya R adalah sama dengan sisi miring dari segitiga siku-siku 

4. Dua buah gaya yang bekerja pada satu titik tangkap, arahnya berbeda, dan membentuk sudut D. Arah dan besarnya resultan merupakan diagonal jajargenjang dengan sisi-sisi kedua gaya tersebut. Misalnya, Gaya F1 = 15 N, gaya F2 = 30 N, serta sudut antara kedua gaya tersebut 75°. Jadi, besarnya resultan dan arahnya dapat ditentukan. R adalah diagonal jajargenjang yang besarnya sebagai berikut. R = ඥF1² + F2² + 2 . F1 . F2 . cos . α = 152 + 302 + 2 . 15 . 30 . cos 75°. = 225 + 900 + 2 . 15 . 30 . 0,259 = 36,85 N. Arah bekerjanya resultan dapat diketahui dengan menggambarkan diagonal jajaran genjang yang sisi-sisinya F1 dan F2. Garis kerja resultan ditentukan dari besarnya sudut yang terbentuk antara R dengan F2 (lihat gambar). Sin E = ��.��� � � = ��..��� ��° ��,�� = ��..�,��� ��,�� Sin E = 0,3932 E = 23°9’ Sin E = � � sin D = � �ଵ � � = �� � . � ��

A. Menguraikan Gaya 

     1. Menguraikan gaya secara grafis Apabila dua buah gaya dapat disusun menjadi sebuah gaya yang disebut gaya pengganti atau resultan R maka sebaliknya sebuah gaya dapat diuraikan menjadi dua buah gaya yang masing-masing disebut dengan komponen gaya. Dengan cara kebalikan dari menyusun gaya, menguraikan sebuah gaya dapat dilakukan dengan menguraikan pada arah vertikal dan horizontal yang saling tegak lurus, atau masingmasing komponen sebagai sisi-sisi dari jajargenjang dengan sudut lancip tertentu yang mudah dihitung. Dalam menyelesaikan soal penguraian gaya menjadi komponen-komponen gayanya, cara yang paling mudah dan menguntungkan adalah dengan membuat komponen dalam arah vertikal dan horizontal, namun dalam beberapa konstruksi tetap harus menggunakan metode paralelogram atau jajarangenjang. Penguraian sebuah gaya menjadi dua komponen dalam arah vertikal dan horisontal Penguraian sebuah gaya menjadi dua komponen yang membentuk sudut lancip pada paralelogram 

    2. Menguraikan gaya secara analitis Untuk menguraikan gaya secara analitis bisa dicari dengan rumus sebagai berikut Gaya F₁ diuraikan menjadi gaya yang sejajar dengan sumbu X ,yang dinamakan gaya F1x, dan yang sejajar sumbu Y dinamakan gaya F1y. Besarnya masing masing gaya adalah sebagai berikut: F1y = F1 sin D1 dan F1x = F1 cos D1 

SISTEM KOPLING

1) Konsep dasar fungsi dan kerja unit kopling

Kopling dan komponen pengoperasiannya yang akan dibahas dalam modul ini adalah yang dipergunakan pada kendaraan bermotor khususnya untuk kendaraan ringan, yaitu sepeda motor, sedan dan mobil penumpang. Kopling dan komponen pengoperasiannya merupakan bagian dari sistem pemindah tenaga dari sebuah kendaraan, yaitu sistem yang berfungsi memindahkan tenaga dari sumber tenaga (mesin) keroda ken-daraan (pemakai/penggunaan tenaga).

Pemindahan tenaga dari mesin kesistem penggerak pada kendaraan, tentunya diperlukan suatu proses yang halus tanpa adanya kejutan, yang menyebabkan ketidak nyamanan bagi pengendara dan penumpang. Di samping itu, kejutan juga dapat menyebabkan terjadinya kerusakan pada bagian mesin.
Sistem pemindah tenaga secara garis besar terdiri dari Unit kopling, transmisi, defrensial, poros dan roda kendaraan. Sementara Posisi unit kopling dan komponennya (Clutch Assembly), terletak pada ujung paling depan dari sistem pemindah tenaga pada kendaraan. Sesuai dengan fungsinya, yaitu untuk memutus dan menghubungkan, unit kopling

Pemindahan tenaga dari mesin kesistem penggerak pada kendaraan, tentunya diperlukan suatu proses yang halus tanpa adanya kejutan, yang menyebabkan ketidak nyamanan bagi pengendara dan penumpang. Di samping itu, kejutan juga dapat menyebabkan terjadinya kerusakan pada bagian mesin. Sistem pemindah tenaga secara garis besar terdiri dari Unit kopling, transmisi, defrensial, poros dan roda kendaraan. Sementara Posisi unit kopling dan komponennya (Clutch Assembly), terletak pada ujung paling depan dari sistem pemindah tenaga pada kendaraan. Sesuai dengan fungsinya,yaitu untuk memutus dan menghubungkan, unit koplingmemutus dan menghubungkan aliran daya/gerak/momen dari mesin ke sistem pemindah tenaga. Dengan adanya kopling, maka saat tidak diperlukan tenaga gerak, maka tidak perlu harus mematikan sumber gerak (mesin).

Posisi unit kopling pada kendaraan secara skema dapatdilihat pada gambar berikut ini.

Rangkaian pemindahan tenaga berawal dari sumber tenaga (Engine) kesistem pemindah tenaga, yaitu masuk keunit kopling (Clutch) diteruskan ketransmisi (Gear Box) ke propeller shaft dan keroda melalui differensial (Final Drive).

Jenis kopling paling tidak dapat dikelompokan menjadi tiga kelompok yaitu kopling dengan menggunakan gigi, menggunakan gesekan, dan menggunakan tekanan hidrolis.Secara skema seperti terlihat pada gambar  berikut ini.

Kopling jenis Dog, Friction dan Hidrolic.

Kopling jenis dog banyak dipergunakan pada mekanisme hubungan roda gigi transmisi. Untuk menyambungkan antara poros sumber tenaga dengan poros yang digerakan biasanya kopling ini mengalami kesulitan bila tidak dalam kondisi berhenti.

Untuk itu pada transmisi dilengkapi dengan komponen yang disebut dengan synchronmesh. Synchronmesh pada dasarnya adalah salah satu bentuk kopling gesek dengan bentuk konis. Kopling konis ini akan menyamakan gerak kedua gigi yang akan dihubungkan, sehingga kopling dog akan mudah disambungkan.

Kopling gesek (Friction Clutch) adalah proses pemindahan tenaga melalui gesekan antara bagian penggerak dengan yang akan digerakan. Konsep kopling ini banyak dipergunakan pada sistem pemindah tenaga kendaraan, khususnya pada kendaraan ringan, sepeda motor, sedan dan mobil penumpang lainnya.

Kopling hidrolis banyak dipergunakan pada kendaraan dengan transmisi otomatis. Proses kerjanya memanfaat-kan tekanan hidrolis, dan pemindahan dari satu kopling kekopling yang lainnya, dilakukan dengan mengatur aliran hidrolisnya.

Berikut ini akan dibahas Konsep kerja kopling gesek yang banyak digunakan dapat dijelaskan melalui gambardi bawah ini.

Saat 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/torsi/gerak yang ditransfer dari mesin ke pemindah daya. Atau kopling dalam kondisi bebas.

Pada saat drive disc dan driven disc bersinggungan, maka drive disc akan memutar driven disc yang berhubungan dengan poros input transmisi. Sebagai hasilnya, torsi/gaya putar dari mesin ditransfer melalui kopling ke komponen pemindah daya

yang lainnya hingga ke roda penggerak. Saat kedua disc bersinggungan, dan saling berputar bersama dapat

diilustrasikan dalam gambar  berikut

Pada prakteknya, saat menghubungkan kopling, yaitu disaat bersamaan melepas pedal kopling, tidak dilepas langsung namun sedikit demi sedikit hingga terhubung. Proses ini untuk menghindarkan terjadinya kejutan saat kedua berhubungan.

Sebab bila kedua piringan tersebut, berhubungan secara langsung tentu akan terjadi kejutan gerak pada kendaraan, dan ini sering dialami oleh pengemudi pada pengalaman pertamanya pedal kopling, hingga mobilnya bergerak tersendat-sendat. Jadi dengan melepas kopling sedikit (kalau )istilah masyarakat setengah kopling), terjadi perpindahan tenaga melalaui gesekan plat kopling. Dengan kata lain,perpindahan tidak terjadi sekaligus.

2) Macam-macam Kopling Gesek.

Seperti telah dijelaskan di atas, kopling gesek banyak digunakan pada kendaraan ringan. Pada kendaraan roda empat menggunakan jenis kering dengan plat tunggal. Sedangkan pada sepeda motor, menggunakan jenis basah dengan plat ganda. Perbedaan kopling basah dan kering, karena platkopling tidak kena minyak pelumas untuk jenis kering, dan plat kopling bekerja dalam minyak pelumas untuk jenis basah.

a).Kopling gesek pelat tunggal.

Komponen-komponen kopling gesek pelat tunggal secara bersamaan membentuk rangkaian kopling/ kopling set (clutch assembly). Seperti terlihat pada gambar  berikut ini.

Komponen utama dari kopling gesek ini adalah sebagai berikut :

(1) Driven plate (juga dikenal sebagai piringan kopling, pelat kopling atau friction disc/piringan gesek, atau kanvas kopling). Plat kopling bagian tengahnya berhubungan slip dengan poros transmisi. Sementara ujung luarnya dilapisi kampas kopling yang pemasangannya di keling. Konstruksinya dapat dilihat pada gambar di bawah ini

Gambar. Plat kopling tunggal.

Lapisan plat kopling disebut dengan kanvas kopling terbuat dari paduan bahan asbes dan logam. Paduan ini

dibuat dengan tujuan agar plat kopling dapat memenuhi persyaratan, yaitu :

(a). Tahan terhadap panas. Panas dalam hal ini terjadi karena terjadi gesekan yang memang direncanakan saat kopling akan dihubungkan.

(b).Dapat menyerap panas dan membersihkan diri. Gesekan akan menyebabkan panas dan kotoran debu bahan yang aus. Kanvas kopling dilengkapi dengan alur yang berfungsi untuk ventilasi danmenampung dan membuang debu yang terjadi.

(c). Tahan terhadap gesekan. Kanvas kopling direncanakan untuk bergesekan, maka perlu dibuat tahan terhadap keausan akibat gesekan.

(d).Dapat mencengkeram dengan baik. Plat kopling dilengkapi dengan alat penahan kejutan baik dalam bentuk pegas ataupun karet. Alat ini dipasang secara radial, hingga disebut dengan pegas radial. Konstruksinya seperti terlihat pada gambar  berikut ini.

Gambar . Plat kopling tunggal.

Pegas radial berfungsi untuk meredam getaran/kejutan saat kopling terhubung sehingga diperoleh proses penyambungan yang halus, dan juga getaran atau kejutan selama menghubungkan/bekerja. Untuk itu maka pegas radial harus mampu menerima gaya radial yang terjadi pada plat kopling memiliki elastisitas yang baik. Namun demikian karena penggunaan yang terus menerus, maka pegas radial mengalami kerusakan. Untuk yang dalam bentuk karet, kemungkinan karetnya berkurang/tidak elastis lagi atau pecah. Sedangkan yang pegas ulir, kemungkinan berkurang panjang bebasnya, yang biasanya ditunjukan dengan ter-jadinya kelonggaran pegas dirumahnya dan menimbulkan suara.

Plat kopling di samping pegas radial juga dilengkapi dengan pegas aksial. Konstruksinya seperti terlihat pada

gambar  berikut ini.

Gambar. Pegas Aksial Plat Kopling

Pegas aksial dipasang diantara kanvas kopling, dan bentuknya ada dua macam. Gambar 8 A pegas aksial E  dan Gambar B pegas aksial berbentuk W.

Fungsi pegas aksial adalah untuk mendapatkan senntuhan yang halus saat plat kopling mulai terjepit oleh plat tekan pada fly wheel. Dengan kata lain terjadi proses menggesek terlebih dahulu sebelum terjepit kuat oleh plat tekan pada fly wheel.

(2) Pressure plate (plat penekan) dan rumahnya, unit ini yang berfungsi untuk menekan/menjepit kampas kopling hingga terjadi perpindahan tenaga dari mesin ke poros transmisi. Untuk kemampuan menjepitnya, plat tekan didukung oleh pegas kopling. Pegas kopling paling tidak ada dua macam, yaitu dalam bentuk pegas coil dan diafragma atau orang umum menyebutnya sebagai matahari. Kontruksinya sepertiterlihat pada gambar  berikut ini.

Clutch Asembly dengan pegas diafragma dan pegas coil. Clutch Asembly sebelah kiri menggunakan pegas

diafragma dan yang sebelah kanan menggunakan pegas coil. Karena fungsi pegas adalah untuk menjepit plat

kopling, ternyata keduanya mempunyai karateristik kemampuan kerja yang berbeda. Perbedaan tersebut dapat digambarkan sebagai berikut.

Gambar . Perbandingan kemampuan pegas diafragma dengan pegas coil.

Pada gambar, terdapat dua garis, garis yang penuh menggambarkan tekanan pegas diafragma, sedangkan garis terputus-putus menggambarkan tekanan pegas coil.

Pada point a menunjukan posisi pada saat plat kopling sudah aus. Pada posisi ini terlihat bahwa pegas diafragma memberikan tekanan yang lebih besar dibandingkan dengan pegas coil. Besarnya tekanan yang diberikan ini akan menentukan tingkat kemungkinan terjadinya slip pada kopling. Sehingga saat plat kopling sudah aus, penggunaan pegaas coil kemungkinan akan terjadi sllip lebih besar dibandingkan dengan pegas diafragma. Hal ini karena tekanan yang diberikan oleh pegas coil lebih kecil Pada saat plat koplingnya masih baru atau tebal keduanya memberikan kemampuan tekanan yang sama besarnya. Posisi ini digambarkan pada titik poin b. Pada titik poin c menggambarkan tekanan pegas saat pedal kopling diinjak penuh. Pegas coil memberikan tekanan yang lebih besar dibandingkan pegas diafragma. Hal ini berarti terkait dengan besarnya tenaga pengemudi untuk membebaskan kopling. Kalau pegasnya coil berarti tenaga injakan kopling lebih berat dibandingkan bila menggunakan pegas diafragma.Pegas diafragma memberikan tekanan lebih merata dibandingkan pegas coil. Bentuk pegas diafragma bila dilihat dari depan seperti gambar berikut ini.

Gambar Pegas diafragma/matahari.

(3) Clutch release atau throwout bearing, unit ini berfungsi untuk memberikan tekanan yang bersamaan pada pressure plate Lever dan menghindarkan terjadinya gesekan antara pengungkit dengan pressure plate Lever untuk pegas coil. Sedangkan yang pakai pegas difragma langsung keujung pegas. Bantalan tekan ini ada tiga macam. Seperti terlihat pada gambar berikut ini.

Gambar. macam-macam bantalan tekan kopling adalah bantalan tekan yang mampu menerima beban aksial dan menyudut. Gambar bantalan tekan yang hanya mampu menerima beban aksial.Keduanya memerlukan pelumasan, bila pelumasnya habis maka keduanya akan mengalami kerusakan. Sedangkan bantalan tekan yang terbuat dari karbon yang tidak memerlukan pelumasan.

4. Throwout lever/Clutch Fork/plate Lever berfungsi untuk menyalurkan tenaga pembebas kopling. Konstruksi di atas berarti plat tekan bersama rumahnya dipasang menggunakan baut pada fly wheel. Sementara plat kopling dipasang diantara fly wheel denganpelat tekan, dan bagian tengahnya dihubungkan dengan poros transmisi dengan sistem sliding. Dengan demikian Prinsip dasar bekerjanya kopling gesek dengan plat tunggal yang banyak digunakan pada kendaraan roda empat ini seperti terlihat pada gambar  berikut ini.

Pada posisi seperti gambardiatas berarti kopling sedang bekerja, dimana plat kopling terjepit oleh Fly wheel (6) dan Pressure plate (4) yang mendapat tekanan dari pegas kopling (7). Dengan demikian putaran mesin disalurkan melalui fly wheel ke plat kopling dan kemudian ke poros primer (2). Sewaktu pedal kopling (9)  , gerakan menarik sambungan pengatur (11) dan garpu kopling (10).Gerakan tersebut menyebabkan bearing (8) dan membawa pressure plate (4) bergerak kekanan melawan tegangan pegas kopling (7). Hal ini berarti menyebabkan plat kopling (3) terbebas dari jepitan. Sehingga putaran dari mesin terputus tidak tersalurkan ke sistem pemindah tenaga. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar Kopling Plat Tunggal Dengan Posisi Terhubung Poros yang dihubungkan menggunakan kopling adalah poros engkol (Driver shaft) dengan poros kopling yang tidak lain adalah poros yang masuk ke transmisi (Driven Shaft). Pada gambardi dibawah plat kopling pada posisi terhubung terjepit diantara plat tekan dengan Fly wheel, kekuatan jepitnya diperoleh dari tegangan pegas kopling yang dalam hal ini dalam bentuk pegas diafragma. Dengan posisi demikian maka putaran poros transmisi akan sama dengan putaran mesin.

Gambar Kopling Plat Tunggal Dengan Posisi bebas Pada saat tuas pembebas ditekan maka gayanya diteruskan ke bantalan tekan dan menekan pegas diafragma. Pegas diafragma mengungkit plat penekan,sehingga plat kopling terbebas. Dengan kata lain, putaran poros engkol/mesin tidak tersalurkan ke sistem pemindah tenaga. Kondisi ini diperlukan saat memindah kecepatan transmisi, saat mengerem kendaraan, dan saat menghentikan kendaraan.

b).Kopling gesek plat ganda.

Kopling gesek plat ganda banyak digunakan pada kendaraan ringan seperti sepeda motor dan dalam kerjanya tercelup di dalam oli mesin. Konstruksinya seperti terlihat

pada gambar di bawah.

Gambar  Komponen kopling gesek plat ganda. 

Konstruksi kopling gesek plat ganda menggunakan dua jenis plat, yaitu plat gesek dan plat kopling. Plat gesek tanpa lapisan kanvas, seluruhnya dari logam. Sedangkan plat kopling pada bagian yang bersentuhan dengan plat gesek dilapisi dengan kanvas pada kedua sisinya. Jumlah dan lebar sangat ditentukan besarnya tenaga yang akan dipindahkan. Rangkaian komponen kopling gesek plat ganda dapat digambarkan sebagai berikut.

SISTEM PENDINGIN

 1). Fungsi Sistem Pendingin
Panas yang dihasilkan oleh proses pembakaran di dalam motor dirubah menjadi tenaga gerak. Namun kenyataannya hanya sebagian dari panas tersebut yang dimanfaatkan secara efektif, Panas yang diserap motor harus dengan segera dibuang ke udara luar, sebab jika tidak maka motor akan terlalu panas dan komponen motor cepat aus. Untuk itu pada motor dilengkapi dengan sistem pendingin yang berfungsi
untuk mencegah panas yang berlebihan.
Pada motor bensin kira-kira hanya 23 % energi panas dari hasil pembakaran bahan bakar dalam silinder yang dimanfaatkan secara efektif sebagai tenaga. Sisanya terbuang dalam beberapa bentuk seperti diperlihatkan pada gambar dibawah ini.

        Keseimbangan panas

Pada gambar di atas nampak bahwa dari total energi yang dihasilkan oleh proses pembakaran, hanya 25 % yang dimanfaatkan menjadi kerja efektif. Panas yang hilang bersama gas buang kira-kira 34 %, panas yang terbuang akibat proses pendinginan 32 %, akibat pemompaan 3 %, dan akibat gesekan 6 %.

Secara garis besar fungsi sistem pendingin pada motor adalah sebagai berikut :

a) Untuk mengurangi panas motor. Panas yang dihasilkan oleh pembakaran campuran udara dan bahan bakar dapat mencapai sekitar 2500° C. Panas yang cukup tinggi ini dapat melelehkan logam atau komponen lain yang digunakan pada motor, sehingga apabila motor tidak dilengkapi dengan sistem pendingin dapat merusakkan komponen motor tersebut.

b) Untuk mempertahankan agar temperatur motor selalu pada temperatur kerja yang paling efisien pada berbagai kondisi. Umumnya temperatur kerja motor antara 82 sampai 99° C. Pada saat komponen motor mencapai temperatur tersebut, komponen motor akan memuai sehingga celah (clearance) pada masing-masing komponen menjadi tepat. Disamping itu kerja motor menjadi maksimum dan emisi gas buang yang ditimbulkan menjadi minimum.

c) Untuk mempercepat motor mencapai temperatur kerjanya dengan tujuan untuk mencegah terjadinya keausan yang berlebihan, kerja motor yang kurang baik, emisi gas buang yang berlebihan. Hal tersebut dapat terjadi karena pada saat motor bekerja pada temperatur yang dingin maka campuran bahan bakar dengan udara yang masuk ke dalam silinder tidak sesuai dengan campuran yang dapat menghasilkan kerja motor yang maksimum. Temperatur dinding silinder yang dingin mengakibatkan pembakaran menjadi tidak sempurna sehingga gas buang banyak mengandung emisi yang merugikan manusia. Oleh karena itu pada saat motor hidup temperatur kerja harus segera dicapai. Hal tersebut akan terpenuhi apabila pada motor sistem pendingin yang dilengkapi dengan komponen yang memungkinkan hal tersebut terjadi.

d) Untuk memanaskan ruangan di dalam ruang penumpang, khusunya di negara-negara yang mengalami musim dingin.

2). Macam Sistem Pendingin

Sistem pendingin yang biasa digunakan pada motor ada dua macam, yaitu sistem pendingin udara dan sistem

pendingin air.

a) Sistem Pendingin Udara

Pada sistem ini panas yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar dan udara di dalam silinder sebagian dirambatkan keluar melalui sirip-sirip pendingin yang dipasang di luar silinder dan ruang bakar tersebut. Panas tersebut selanjutnya diserap oleh udara luar yang temperaturnya jauh lebih rendah dibanding temperatur sirip pendingin. Untuk daerah mesin yang temperaturnya tinggi yaitu di sekitar ruang bakar diberi sirip pendingin yang lebih panjang dibanding di daerah sekitar silinder.

Udara yang menyerap panas dari sirip-sirip pendingin harus berbentuk aliran atau udaranya harus mengalir agar temperatur di sekitar sirip tetap rendah sehingga penyerapan panas tetap berlangsung secara sempurna.

Aliran uadara ini kecepatannya harus sebanding dengan kecepatan putar mesin agar temperatur ideal mesin dapat tercapai sehingga pendinginan dapat berlangsung dengan sempurna. Untuk menciptakan aliran udara, ada dua cara yang dapat ditempuh yaitu menggerakkan udara atau siripnya. Apabila sirip pendinginnya yang digerakkan berarti mesinnya harus bergerak seperti mesin yang dipakai pada sepeda motor. Untuk mesin-mesin stasioner dan mesin mesin yang penempatannya sedemikian rupa sehingga sulit untuk mendapatkan aliran udara, maka diperlukan blower yang fungsinya untuk menghembuskan udara. Penempatan yang digerakkan oleh poros engkol memungkinkan aliran udara yang sebanding dengan putaran mesin sehingga proses pendinginan dapat berlangsung sempurna.

b) Sistem Pendingin Air

Pada sistem ini, panas dari hasil proses pembakaran bahan bakar dan udara dalam ruang bakar dan silinder

sebagian diserap oleh air pendingin setelah melalui dinding silinder dan ruang bakar. Oleh karena itu di bagian luar dinding silinder dan ruang bakar dibuat mantel-mantel air (water jacket). Panas yang diserap oleh air pendingin pada water jacket selanjutnya akan menyebabkan naiknya temperatur air pendingin tersebut. Apabila air pendingin tersebut tetap berada pada mantel air, maka air akan cenderung mendidih dan menguap. Hal tersebut dapat dihindari dengan jalan mengganti air tersebut dengan air yang masih dingin sedangkan air yang telah panas harus dialirkan keluar dari mantelnya dengan kata lain harus bersirkulasi. Sirkulasi air tersebut ada dua macam yaitu sirkulasi alam atau thermo syphon dan sirkulasi dengan tekanan.

Kebanyakan mobil menggunakan sistem pendingin air dengan sirkulasi tekanan (forced circulation), sedangkan sepedamotor umumnya menggunakan sistem pendingin udara. Untuk selanjutnya pada modul ini akan dibahas sistem pendingin air dengan sirkulasi tekanan. Konstruksi sistem pendingin air lebih rumit dibanding sistem pendingin udara sehingga biaya produksinya lebih mahal. Secara rinci keunggulan sistem pendingin air antara lain : 

1) Temperatur seluruh mesin lebih seragam sehingga kemungkinan distorsi kecil 

2) Ukuran kipas relatif lebih kecil sehingga tenaga yang diperlukan kecil 

3) Mantel air dan air dapat meredam getaran

4) Kemungkinan overheating kecil, walaupun dalam kerja yang berat 

5) Jarak antar silinder dapat diperdekat sehingga mesin lebih ringkas. 

Di sisi lain sistem pendingin air mempunyai kerugian yaitu : 

1) Bobot mesin lebih berat (karena adanya air, radiator, dsb.)

2) Waktu pemanasan lebih lama

3) Pada temperatur rendah diperlukan antifreeze

4) Kemungkinan terjadinya kebocoran air sehingga mengakibatkan overheating 

5) Memerlukan kontrol yang lebih rutin.

Adapun konstruksi sistem pendingin air dengan sirkulasi tekanan dapat dilihat pada gambar dibawah. Sistem

pendingin air dilengkapi dengan water jacket, pompa air, radiator, thermostat, kipas, dan selang karet. Masing-masing komponen sistem pendingin tersebut akan dibahas pada uraian tersendir

           Konstruksi sistem pendingin air

Pada saat mesin masih dingin, air hanya bersirkulasi di sekitar mesin karena thermostat masih menutup. Dalam hal ini thermostat berfungsi untuk membuka dan menutup saluran air dari mesin ke radiator. Air mendapat tekanandari pompa air, tetapi tekanan tersebut tidak mampu menekan thermostat menjadi terbuka. Untuk mencegah timbulnya tekanan yang berlebihan akibat proses pemompaan, maka pada sistem pendingin dilengkapi dengan saluran by pass, sehingga air yang bertekanan akan kembali melalui saluran by pass tersebut.

Sistem pendingin air saat mesin dingin

Komponen Sistem Pendingin Air

Berbeda dengan sistem pendingin udara, pada sistem pendingin air jumlah komponennya lebih banyak. Pada

umumnya komponen sistem pendingin air terdiri atas :

radiator, pompa air, thermostat, kipas pendingin. Ada juga sistem pendingin air yang dilengkapi dengan kopling fluida.

a) Radiator

Radiator berfungsi untuk mendinginkan cairan pendingin yang telah panas setelah melalui saluran water jacket.

 Bagian-bagian radiator antara lain : 

tangki air bagian atas (upper water tank), tangki air bagian bawah (lower water tank) dan inti radiator (radiator core). Cairan pendingin masuk ke tangki air bagian atas melalui selang atas. Pada tangki air bagian atas dilengkapi dengan lubang pengisian air dan saluran kecil yang menuju ke tangki

cadangan. Pada tangki air bagian bawah dilengkapi dengan lubang penguras untuk mengeluarkan air pendingin pada saat mengganti cairan pendingin. Inti radiator terdiri atas pipa-pipa (tube) yang dapat dilalui air dari tangki atas ke tangki bawah. Disamping itu juga dilengkapi dengan siripsirip pendingin (fin) yang fungsinya untuk menyerap panas dari air pendingin. Biasanya radiator terletak di depan kendaraan sehingga radiator dapat didinginkan oleh gerakan kenadaraan tersebut.

Ada dua tipe inti radiator yang perbedaannya tergantung bentuk sirip-sirip pendinginnya, yaitu tipe plat

(flat fin type) dan tipe lekukan (corrugated fin type) seperti terlihat pada gambar di bawah ini.

Beberapa kendaaraan modern menggunakan radiatorversi terbaru yaitu tipe “SR Inti radiator tipe SR(singlerow) mempunyai susunan pipa tunggal sehingga bentukradiator menjadi tipis dan ringan dibanding denganradiator tipe lain.Pada bagian atas tangki radiator dilengkapi dengan lubang pengisian dan tutup radiator. Dalam hal ini tutup radiator tidak hanya berfungsi untuk mencegah agar air pendingin tidak tumpah, tetapi berfungsi untuk mengatur arus lalu lintas air pendingin dari radiator ke tangki dan sebaliknya. Dengan demikian jika tutup radiator rusak, maka tidak dapat diganti dengan sembarang tutup. Pada tutup radiator dilengkapi dengan dua buah katup yaitu katup relief dan katup vacum.

    Gambar. Tipe SRApabila volume air pendingin bertambah saat temperaturnya naik, maka tekanannya juga bertambah. Bila tekanan air pendingin mencapai 0,3 – 1,0 kg/cm2 pada 110 - 120° C, maka relief valve terbuka dan membebaskan kelebihan tekanan melalui pipa overflow sehingga sebagian air pendingin masuk ke dalam tangki cadangan

gambar reservoir                                   gambar reservoir

Pada saat temperatur air pendingin berkurang setelah mesin berhenti, maka dalam radiator terjadi kevacuman. Akibatnya vacum valve akan terbuka secara otomatis untuk menghisap udara segar mengganti kevacuman dalam radiator. Kemudian diikuti dengan cairan pendingin pada tekanan atmosfer apabila mesin sudah benar-benar dingin

Pompa air

Pompa air (water pump) berfungsi memompa air pendingin dari water jacket ke radiator yaitu dengan cara

menekan cairan pendingin. Pada umumnya pompa air yang digunakan adalah jenis pompa sentrifugal (centrifugal pump). Pompa air ditempatkan di bagian depan blok silinder dan digerakkan oleh tali kipas atau timing belt

Thermostat

Pada uraian terdahulu telah dijelaskan bahwa apabila air pendingin masih dalam keadaan dingin, maka air hanya bersirkulasi dalam water jacket. Apabila temperatur air pendingin telah panas maka air akan mengalir ke raditor untuk didinginkan. Komponen yang mengatur arus lalu lintas air dari water jacket ke radiator dan sebaliknya adalah thermostat. Dalam hal ini thermostat berfungsi sebagai katup yang tugasnya membuka dan menutup saluran yang menghubungkan antara water jacket dan radiator.

Letak thermostat ada dua macam yaitu :

 tehermostat yang letaknya di saluran air masuk (water inlet) danthermostat yang letaknya di saluran air keluar (water outlet).

(1) Thermostat yang letaknya di saluran air keluar.

Apabila temperatur air masih rendah, maka thermostat menutup aliran air pendingin ke radiator.Air pendingin dipompa oleh pompa air langsung ke blok mesin dan kepala silinder. Selanjutnya melalui sirkuit by pass

kembali ke pompa air.

Pada saat temperatur air pendingin telah panas, maka thermostat membuka sehingga cairan pendingin mengalir melalui thermostat ke radiator untuk didinginkan dan selanjutnya air kembali ke pompa air. Disamping itu air juga mengalir melalui sirkuit by pass.

Thermostat yang letaknya di saluran air masuk

Apabila temperatur air masih rendah, thermostat menutup saluran dan by pass valve membuka. Air pendingin dipompa ke blok silinder melalui kepala silinder, selanjutnya kembali ke pompa air melalui sirkuit by pass.

Pada saat temperatur air pendingin menjadi tinggi, maka thermostat membuka saluran air dan by pass valve

menutup. Air yang telah panas mengalir ke radiator untuk didinginkan, selanjutnya melalui thermostat dan kembali ke pompa air.

Thermostat dirancang untuk mempertahankan agar temperatur cairan pendingin dalam batas yang diijinkan.

Pada umumnya efisiensi operasi mesin yang tertinggi apabila temperaturnya kira-kira pada 80° – 90° C. Kerja thermostat tergantung oleh suhu, apabila suhunya naikmaka thermostat membuka dan sebaliknya. Hal tersebut dapat terjadi karena didalam thermostat terdapat wax yang volumenya akan berubah apabila suhunya juga berubah. Perubahan volume akan menyebabkan silinder bergerak turun atau naik, mengakibatkan katup membuka atau menutup.

Pada thermostat juga dilengkapi dengan jiggle valve yang digunakan untuk mengalirkan air pada saat menambahkan cairan pendingin ke dalam sistem.

Kipas pendingin

Kipas pada sistem pendingin digunakan untuk membantu proses pendinginan yang sudah dilakukan radiator. Pada proses pendinginan, radiator didinginkan oleh udara luar, tetapi pendinginannya belum cukup bila kendaraan tidak bergerak. Kipas pendingin ditempatkan dibagian belakang radiator. Penggerak kipas pendingin adalah mesin itu sendiri melalui belt atau motor listrik.

(1) Kipas pendingin yang digerakkan poros engkol Kipas pendingin jenis ini digerakkan terus menerus

 oleh poros engkol melalui tali kipas. Kecepatan kipas berubah sesuai dengan kecepatan mesin

Putaran kipas belum cukup besar apabila mesin masih berputar lambat, tetapi apabila mesin berputar dengan

kecepatan tinggi, kipaspun berputar dengan kecepatan tinggi pula. Hal tersebut akan menambah tahanan sehingga kehilangan tenaga dan menimbulkan bunyi pada kipas. Untuk mencegah hal tersebut maka biasanya antara pompa air dan kipas pendingin dipasang sebuah kopling fluida.

(2) Kipas pendingin yang digerakkan motor listrik

Berputarnya kipas pendingin yang digerakkan oleh motor listrik terjadi pada saat temperatur air pendingin

panas. Temperatur air pendingin dikirimkan ke motor listrikmelalui sinyal yang terdapat pada kepala silinder. Pada saat temperatur meningkat pada suatu tingkat yang ditetapkan, sinyal tersebut merangsang motor relay untuk menggerakkan motor listrik yang kemudian menggerakkan kipas pendingin. Dengan demikian kipas akan bekerja pada saat yang dibutuhkan, sehingga temperatur mesin dapat dicapai lebih cepat. Disamping itu juga membantu suara bising yang ditimbulkan kipas pendingin.

Berputarnya kipas pendingin apabila temperatur mesin melebihi 93° C . Hal tersebut diatur oleh coolant

temperatur switch yang dipasang pada saluran air keluar dari mesin ke radiator dan relay dari motor listrik.

Apabila kunci kontak pada posisi ON, mesin berputar dan temperatur air pendingin di bawah 93° C seperti

terlihat pada gambar 35, coolant temperatur switch pada keadaan ini titik kontaknya dalam keadaan tertutup

sehingga arus listrik mengalir melalui kunci kontak, relay, titik kontak coolant temperatur switch dan ke massa. Arus listrik yang mengalir pada relay akan menyebabkan titik kontak pada relay terbuka sehingga arus listrik yang kemotor listrik tidak mengalir sehingga kipas tidak berputar.

Cara kerja motor penggerak kipas saat mesin dingin.

Apabila temperatur air pendingin melebihi 93° C, titik kontak pada coolant temperatur switch akan terbuka yang selanjutnya akan menyebabkan relay tidak bekerja dan titik kontaknya saling berhubungan. Pada keadaan ini arus listrik akan mengalir dari baterai ke motor listrik melalui kunci kontak dan titik kontak relay sehingga motor berputar bersama dengan kipas yang selanjutnya mengalirkan udaramelalui inti radiator seperti terlihat pada gambar dibawah.

Cara kerja motor penggerak kipas saat mesin panas.