Pengaruh Torsi dan Horsepower pada Kendaraan

Kita sering mendengar kata torsi dalam kehidupan sehari-hari, kita juga sering bertanya berapakah Horsepower yang dimiliki mobil itu? namun apakah kita mengerti pengaruh dari torsi dan horsepower tersebut, mari kita simak artikel ini agar kita mengerti pengaruh dari Torsi dan Horsepower pada kendaraan kita 

Selain komponen-komponen kendaraan, hal terpenting yang harus diketahui adalah penerapan sains dalam dunia otomotif, seperti mengetahui gaya, aerodinamika, dan lain sebagainya, sehingga kita memiliki gambaran tentang cara kerja ilmu fisika pada otomotif. Sering kali sebuah brosur mobil atau motor menyantumkan nilai torsi maksimal pada putaran -n dan nilai horsepower maksimal pada putaran -n. berikut sedikit penjabaran tentang apa itu Toque atau torsi dan horsepower.

Torque 
Torsi atau momen gaya adalah gaya untuk memutarkan suatu benda pada porosnya, maka torsi bisa diibaratkan sebagai gaya putar terhadap suatu benda. Contoh penerapan torsi seperti pada saat memutar kunci untuk mengencangkan dan melepas baut, membuka-menutup tutup botol, menggenjot pedal sepeda, dan menggerakkan flywheel pada motor ruang bakar dalam (mobil, motor).

Simbol torsi pada fisika adalah τ (dibaca tau) dan M apabila disebut sebagai moment.  
T = r * F

τ = rF sin θ

τ : vektor torsi

F : vektor gaya

θ : Jarak sudut antara vektor gaya dengan lengan tuas

r : radius

Torsi merupakan hasil dari gaya pada media yang memiliki sudut (angular momentum) sehingga memiliki sudut relatif yang mempengaruhi besarnya gaya yang dihasilkan dalam suatu masa, sedikit berbeda dengan gaya yang dihasilkan pada linear momentum dimana persamaannya adalah F = ma, dimana gerak lurus dinyatakan memiliki nilai sudut konstan. Keduanya menerapkan hukum Newton ke-2 (2^nd’s Newton Law) tentang gaya.

Torsi diperlukan untuk menggerakkan benda (mobil, motor) dari posisi diam hingga bergerak, seberapa besarnya torsi berpengaruh pada percepatan perubahan posisi kendaraan dari sebuah titik. Torsi pada mesin ruang bakar dalam terjadi pada langkah kompresi campuran bahan bakar dan udara yang kemudian magnitude ledakan dalam silinder mendorong piston turun yang menghasilkan tenaga untuk memutar poros engkol yang selanjutnya disalurkan menuju roda penggerak. Bayangkan sebuah mobil dalam jalanan menanjak atau muatan yang berat maka beban yang dihasilkan terhadap roda dan mesin akan lebih besar karena derajat kemiringan jalan memperbesar gaya gravitasi dan drag force (gaya seret) yang diterima oleh kendaraan, maka dalam hal ini kendaraan membutuhkan nilai pijakan atau torsi yang besar. Karena piston menerapkan prinsip engkol atau kerja bolak-balik (reciprocal) yang memiliki gerak lingkar dan menyebabkan perubahan sudut vektor yang menghasilkan perbesaran perubahan gaya seiring membesarnya sudut vektor.

Horse Power

Horse Power (HP) atau Daya Kuda (DK) seperti namanya merupakan unit standard yang dihasilkan oleh obeservasi James Watt (penemu mesin uap) atas kemampuan rata-rata seekor kuda yang mampu memutar penggilingan berradius 12 kaki (3.6576 m) sebanyak 144 kali dalam satu jam (2.4 putaran per menit). Menurut Watt kuda tersebut mampu menarik dengan gaya sebesar 180 pound. Jadi berdasar observasi Watt dihasilkan:

Kemudian dibulatkan menjadi 33,000 ft-lbf/min = 550 ft-lbf/second.

Jadi horsepower adalah kemampuan untuk mengusung beban selama periode tertentu, kemampuan mengusung beban seberat 33,000 pounds selama 1 menit dihitung sebagai 1 dk. Jika sebuah kendaraan di jalan datar lalu kita menginjak pedal gas maksimal untuk menghasilkan kecepatan, seberapa cepat kendaraan tersebut bisa bergerak dalam hitungan detik (misal dari 0 – 60 km/j dalam 5 detik), maka di situlah penerapan besaran horsepower. Pada otomotif atau mechanical engineering antara torsi dan horsepower memiliki kaitan erat karena akan menentukan performa dan kesesuaian aplikasinya. Torsi dan horsepower pada kendaraan dipengaruhi oleh kapasitas silinder dan kompresi, semakin besar kapasitas silinder dan kompresi maka bias menghasilkan tenaga yang lebih besar pula tentunya dengan konsumsi bahan bakar yang lebih banyak pula. Selain itu bobot kendaraan menjadi faktor mempengaruhi lainnya, karena semakin berat bobot kendaraan maka semakin besar torsi awal yang dibutuhkan untuk menggerakkan kendaraan sehingga semakin panjang waktu yang dibutuhkan untuk menghasilkan tenaga puncak dan horsepower yang besar untuk percepatannya. Torsi dan horsepower memiliki puncaknya pada putaran tertentu (torque peak dan horsepower peak), untuk mengetahuinya sebuah kendaraan dites dengan dynamo meter untuk melihat nilai puncak dan putarannya.

Namun penerapan besaran torsi dan horsepower pada kendaraan tidak segampang itu, karena ada pengaruh dari gear ratio sehingga torsi pada 1000 rpm di gear 1 berbeda dengan di gear 2 namun memiliki nilai puncak yang sama pada putaran tertentu setiap gear (misal 6500 rpm). Lalu pada transmisi manual kita bisa beranggapan bahwa untuk menghasilkan horsepower puncak supaya kendaraan bergerak cepat maka kita harus memindahkan gear pada putaran tertentu? Hmm, tidak juga karena saat memindahkan gear ke gear lainnya akan ada revolution loss, nilai putaran yang hilang  akibat friksi dari kopling, selisih waktu dalam memindahkan tuas transmisi, penginjakan pedal, dan lain sebagainya.Yang bisa dilakukan untuk mencapai puncak horsepower adalah berusaha menjaga putaran mesin pada nilai puncak horsepower selama menjalankan kendaraan. Kendaraan akan menyantumkan dua varian nilai horsepower;
- BHP atau brake horsepower adalah nilai horsepower yang dihasilkan oleh gerak piston pada poros engkol (crankshaft) dihitung sebagai nilai bersih (net) horsepower dengan mengabaikan loss yang dihasilkan oleh putaran komponen lainnya pada mesin otomotif seperti timing chain, valve, timing belt.
- Effective atau wheel horsepower atau juga ditulis horsepower saja adalah nilai horsepower yang dihasilkan setelah melalui proses loss komponen-komponen mesin lainnya.

Untuk konversi elektrik 1 hp = 746 watt, jadi horsepower bisa dikonversi ke satuan watt, penerapannya dalam motor elektrik seperti dynamo. Namun dalam dunia otomotif yang digunakan adalah horsepower berdasar metric yang diterapkan Jerman (PS) yang memiliki nilai 735.49875 watt (Metric Horsepower) setara dengan 75 kg-fm/s.

Nah dari artikel ini dapat kita simpulkan bahwa Horsepower merupakan kemampuan untuk mengusung beban selama periode tertentu dan Torsi merupakan hasil dari gaya pada media yang memiliki sudut (angular momentum) sehingga memiliki sudut relatif yang mempengaruhi besarnya gaya yang dihasilkan dalam suatu masa.

Berikut adalah horsepower dan singkatannya dalam beberapa bahasa:
- Pferdestärke (PS) : Jerman
- Dayakuda (DK) : Indonesia
- Paardenkracht (PK) : Belanda
- Chevaux (CH) : Perancis

sumber : http://entertainment123fisikaku.wordpress.com/