38
=
− −
− −
⎝ ⎜
⎛
2 2
1
−
+
⎠ ⎟
⎞ 3.37
=
− −
− −
⎝ ⎜
⎛
2 2
1 +
⎠ ⎟
⎞ 3.38
3.2.2 Kinetika Connecting Rod
Analisa kinetika connecting rod dimulai dari memperhitungkan gaya yang bekerja pada piston. Hal ini dikarenakan mekanisme slider-crank dimulai dengan
bertranslasinya piston. Selain itu, dipengaruhi pula oleh tekanan yang terjadi pada ruang bakar. Untuk gaya gesek piston terhadap silinder dapat diabaikan.
Pada gambar 3.3 adalah gambar dimana piston bergerak searah dengan sumbu x, maka dapat di gambarkan kedalam diagram benda bebas seperti gambar dibawah ini
gambar 3.3.
39
Gambar 3.3 Diagram benda bebas piston. Gambar 3.3 piston bergerak searah dengan sumbu x, sehingga gaya yang bekerja
pada piston adalah
= +
3.39 Jika
tekanan pada ruang bakar = , maka
= =
3.40 Jadi gaya piston arah x
adalah,
= +
3.41 Dimana
adalah massa gabungan antara piston, pin piston, dan piston ring dan adalah
jari-jari piston. Kemudian subtitusi persamaan 3.38
ke dalam persamaan 3.39 , didapatkan gaya
piston arah x, yaitu
=
− −
−
+
−
⎝ ⎜
⎜ ⎛
⎝ ⎜
⎛
2 2
1
−
+
⎠ ⎟
⎞
⎠ ⎟
⎟ ⎞
3.42
40
=
− −
−
+
−
⎝ ⎜
⎜ ⎛
⎝ ⎜
⎛
2 2
1 +
⎠ ⎟
⎞
⎠ ⎟
⎟ ⎞
3.43
Secara keseluruhan gaya yang bekerja pada connecting rod dapat digambarkan sebagai berikut liat gambar 3.4 di bawah ini.
Gambar 3.4 Diagram benda bebas gaya connecting rod. Dimana
dan adalah gaya yang terjadi pada small end connecting rod pada sumbu x.
merupakan momen inersia pada pusat massa, dan
merupakan gaya yang bekerja pada sambungan antara connecting rod dan crankshaft. Sehingga
dan dapat ditulis
menjadi :
= +
3.44
= +
− 3.45
41
dan merupakan gaya yang digambarkan pada system koordinat secara umum, dimana
system koordinat ini tidak berputar dengan crankshaft. Sedangkan gaya yang system koordinatnya terletak pada crankshaft dapat ditulis menjadi :
= cos
−
sin
3.46
= cos
+ sin
3.47
3.2.3 Torsi Saat Mekanisme Bekerja
Torsi dihasilkan dari hasil langkah kerja ruang bakar. Oleh karena itu untuk mengetahui torsi dari hasil kerja mekanisme slider crank, diperlukan perhitungan
kinematika dan kinetika pada sebuah komponen mekanisme slider crank. Torsi mekanisme slider crank dapat diketahui dengan menentukan gaya yang bekerja pada sambungan
crankshaft dan connecting rod, seperti pada persamaan 3.48. Dimana
dan merupakan gaya hasil kerja dari piston yang dihubungkan
oleh connecting rod. Gaya dan
akan memutar balik crankshaft dengan kecepatan tertentu, tergantung jarak gaya tersebut dengan pusat rotasinya. Gambar 3.5 adalah arah
torsi yang dihasilkan dari gaya dan
.
Gamba 3.5 Diagram benda bebas torsi crankshaft.
42
Maka torsi saat mekanisme slider crank bekerja adalah :
=
3.48 Torsi yang dimaksud disini adalah torsi keseluruan dari hasil kerja makanisme
slider crank. Persamaan 3.48 merupakan persamaan untuk menghitung torsi pada slider crank single cylinder.
3.3 Pemodelan Geometri Connecting Rod dengan Solidwork
Kategori