Roda gila

Roda gila (Inggris: flywheel) adalah sebuah roda yang dipergunakan untuk meredam perubahan kecepatan putaran dengan cara memanfaatkan kelambanan putaran (momen inersia). Karena sifat kelambanannya ini roda gila dapat menyimpan energi mekanik untuk waktu singkat. Roda gila dipergunakan untuk membuat torsi yang dihasilkan oleh motorik bakar lebih stabil.

Deskripsi sunting

Poros engkol menerima tenaga putar dari torak selama langkah usaha. Akan tetapi tenaga itu hilang pada langkah langkah lainnya seperti, inertia loss, dan hilang disebabkan karena gesekan.

Roda gila berfungsi untuk menyimpan tenaga putar ([inersia|kelembaman]) yang dihasilkan mesin pada langkah usaha, sehingga poros engkol dapat tetap berputar terus menerus pada langkah langkah lainnya. Hal ini mengakibatkan mesin berputar dengan lembut yang diakibatkan getaran tenaga yang dihasilkan.

Roda gila terbuat dari bahan baja tuang dengan mutu tinggi yang diikat oleh baut pada bagian belakang poros engkol pada kendaraan yang menggunakan transmisi manual. Roda gila dilengkapi dengan ring gear yang dipasangkan dibagian luarnya, fungsinya untuk perkaitan dengan gigi pinion dari motor starter. Sehingga roda gila juga berfungsi untuk menerima tenaga putar dari motor starter, dan kemudian meneruskannya ke poros engkol, sehingga poros engkol dapat berputar dan mesin dapat mulai hidup. Pada kendaraan dengan transmisi otomatis, sebagai pengganti roda gila adalah konverter torsi.

Roda gila merupakan komponen dalam mesin (mobil) baik diesel maupun bensin. Fungsi roda gila adalah sebuah masa yang berputar dan dipergunakan sebagai penyimpan tenaga di dalam mesin. Karena dengan adanya roda gila putaran mesin menjadi selaras dan rata. Dan fungsi lain dari roda gila sebagai tempat pemasangan kopling. Kopling terpasang pada roda gila berikut tempurung yang seputar sisi bautnya pada roda gila. Permukaan salah satu roda gila dibubut sangat halus. Jadi, di samping sebagai penyeimbang tenaga seperti tersebut di atas juga sebagi tempat pemasangan kopling untuk meneruskan atau menyalurkan tenaga dari mesin ke poros gardan.

Bagian tepi roda gila biasanya memiliki cincin bergerigi untuk pertautan dengan roda gigi motor starter pada saat motor dihidupkan. Karena itu tanpa roda gila hampir tidak mungkin menghidupkan mesin. Kalaupun hidup, putaran mesin menjadi tidak teratur. Bobot yang dimiliki roda gila inilah yang menyebabkan putaran poros engkol mantap dan halus. Bobot roda gila pada mesin mobil penumpang berkisar 7.5-50 KG.

Rda gila adalah perangkat mekanik berputar yang digunakan untuk menyimpan energi rotasi. Roda gila memiliki momen inersia yang signifikan, dan dengan demikian menahan perubahan kecepatan rotasi. Jumlah energi yang tersimpan dalam roda gila adalah sebanding dengan kuadrat kecepatan rotasi. Energi ditransfer ke roda gila dengan menggunakan torsi, sehingga meningkatkan kecepatan rotasi, dan karenanya energi dapat tersimpan. Sebaliknya, roda gila melepaskan energi yang tersimpan dengan melakukan torsi ke beban mekanik, sehingga mengurangi kecepatan rotasi.

Fungsi umum dari roda gila meliputi:

Menyediakan energi yang terus menerus ketika sumber energi terputus. Misalnya, roda gila yang digunakan dalam mesin piston karena sumber energi berupa torsi dari mesin, berselang (tidak konstan).
Memberikan energi pada tingkat di luar kemampuan sumber energi yang terus menerus. Hal ini dicapai dengan mengumpulkan energi dalam roda gila dari waktu ke waktu dan kemudian melepaskan energi dengan cepat, dengan tingkat yang melebihi kemampuan sumber energi.
Mengendali orientasi dari sebuah sistem mekanik. Dalam penerapan tersebut, pusa sudut dari roda gila sengaja ditransfer ke beban ketika energi ditransfer ke atau dari roda gila.

Roda gila atau flywheel biasanya terbuat dari baja dan berputar pada bantalan konvensional, dan ini umumnya terbatas pada tingkat revolusi kurang dari 1000 RPM. Beberapa roda gila modern terbuat dari bahan serat karbon dan menggunakan bantalan magnet, memungkinkan roda gila untuk berputar pada kecepatan sampai 60.000 RPM.

Roda gila sering digunakan untuk menyediakan energi yang terus menerus dalam sistem di mana sumber energi tidak sinambung. Dalam kasus tersebut, roda gila menyimpan energi ketika torsi diterapkan oleh sumber energi, dan melepaskan energi yang tersimpan ketika sumber energi tidak menerapkan torsi untuk itu. Misalnya, roda gila yang digunakan untuk mempertahankan kecepatan sudut konstan poros engkol dalam mesin piston. Dalam hal ini, roda gila yang dipasang pada poros engkol menyimpan energi ketika torsi yang diberikan pada roda gila oleh torak yang sedang bergerak, dan melepaskan energi ke beban mekanik bila tidak ada piston yang menghasilkan daya.

Roda gila dipasang kukuh pada ujung poros engkol sehingga tidak mudah bergeser dari dudukannya. Ini untuk menjamin agar roda gila, mesin, dan kode penyalaan tetap pada posisi yang benar. Selain itu, tepat ditengah roda gila ada lubang kecil. Bantalan peluru ini bertugas menahan ujung bagian depan poros kopling. Fungsi roda gila adalah menyimpan tenaga putar (inersia) yang dihasilkan pada langkah usaha, agar poros engkol tetap berputar terus pada langkah lainnya. Roda penerus terbuat dari bahan baja tuang dengan mutu tinggi yang diikat oleh baut pada bagian belakang poros engkol pada kendaraan yang menggunakan transmisi manual.

Roda gila dan kopling sunting

Roda gila sering disebut juga roda gaya, roda penerus, adalah sebuah komponen berupa sebuah piringan yang dipasangkan pada flensa di ujung roda poros engkol. Bagian tepi roda gila biasanya memiliki cincin bergerigi untuk pertautan dengan roda gigi motor starter pada saat motor dihidupkan. Karena itu tanpa roda gila hampir tidak mungkin menghidupkan mesin. Kalaupun hidup, putaran mesin menjadi tidak teratur. Bobot yang dimiliki roda gila inilah yang menyebabkan putaran poros engkol mantap dan halus. Bobot roda gila pada mesin mobil penumpang berkisar 7.5-50 KG.

Sirip pengimbang pada poros engkol sering dimanfaatkan untuk membuat putaran mesin menjado lebih merata. Beberapa merek mobil juga memakai mesin yang dilengkapi alat peredam getaran sehingga putaran mesin menjadi sangat halus. Bentuk peranti ini mirip roda gila, tetapi ukurannya lebih kecil dan dipasang diujung poros engkol bagian depan.

Roda gila dipasang kukuh pada ujung poros engkol sehingga tidak mudah bergeser dari dudukannya. Ini untuk menjamin agar roda gila, mesin, dan kode penyalaan tetap pada posisi yang benar. Selain itu, tepat ditengah roda gila ada lubang kecil. Bantalan peluru ini bertugas menahan ujung bagian depan poros kopling.

Fungsi lain dari roda gila adalah sebagai tempat pemasangan kopling. Kopling terpasang pada roda gila berikut tempurung yang seputar sisi sekrupnya pada roda gila. Permukaan salah satu roda gila dibubut sangat halus. Jadi, di samping sebagai alat untuk meneruskan atau menyalurkan tenaga dari mesin ke poros gardan melalui kopling

Pembangkit roda gila pada sepeda motor sunting

Sistem pengapian flywheel magneto merupakan sistem pengapian yang paling sederhana dalam menghasilkan percikan bunga api di busi dan telah terkenal penggunaannya dalam pengapian motor-motor kecil sebelum munculnya pengapian elektronik. Sistem pengapian ini mempunyai keuntungan yaitu tidak tergantung pada baterai untuk menghidupkan awal mesin karena sumber tegangan langsung berasal dari source coil (kumparan sumber/pengisi) sendiri.

Seperti yang telah dijelaskan pada bagian sebelumnya (lihat bagian sumber tegangan pada sepeda motor), yang menghasilkan arus listrik adalah alternator atau flywheel magneto. Sistem pengapian magnet terdiri dari rotor yang berisi magnet permanen/tetap, dan stator yang berisi ignition coil/spool (kumparan pengapian) dan sepul lampu. Rotor diikatkan ke salah satu ujung crankshaft (poros engkol) dan berputar bersama poros engkol tersebut serta berfungsi juga sebagai roda gila tambahan.

Arus listrik dihasilkan oleh alternator atau flywheel magneto adalah arus listrik bolak-balik atau AC (Alternating Currrent). Hal ini terjadi karena arah kutub magnet berubah secara terus menerus dari utara ke selatan saat magnet berputar.

Cara kerja sistem pengapian magnet

Prinsip kerja dari sistem pengapian ini adalah seperti “transfer/pemindahan energi” atau “pembangkitan medan magnet”. Source coil pengapian terhubung dengan kumparan primer koil pengapian. Di antara dua komponen (koil) tersebut dipasang platina (contact breaker/contact point) yang berfungsi sebagai sakelar dan dipasang secara paralel dengan koil-koil tadi. Pada saat platina dalam keadaan menutup, maka arus yang dihasilkan magnet akan mengalir ke massa/jisim melalui platina, sedangkan pada koil pengapian tidak ada arus yang mengalir. Saat posisi rotor sedemikian rupa sehingga arus yang dihasilkan source coil sedang maksimum, platina terbuka oleh nok (cam). Kejadian ini menyebabkan arus ke massa lewat platina terputus dan arus mengalir ke kumparan primer koil dalam bentuk tegangan induksi sekitar 200V – 300V. Karena perbandingan kumparan sekunder lebih banyak dibanding kumparan primer, maka pada kumparan sekunder terjadi induksi yang lebih besar sekitar 10KV – 20KV yang bisa membuat terjadinya percikan bunga api pada busi untuk membakar campuran bahan bakar dan udara. Induksi ini disebut induksi bersama (mutual induction). Untuk menghasilkan tegangan induksi yang besar maka pada saat platina mulai membuka, tidak boleh ada percikan bunga api dan aliran arus pada platina tersebut yang cenderung ingin terus mengalirnya ke massa. Oleh karena itu, pada rangkaian sistem pengapian dipasangkan kondensor/kapasitor untuk mengatasi percikan pada platina saat mulai membuka.

Pengendalian saat pengapian (ignition timing)

Pengendalian saat pengapian pada sistem pengapian magnet generasi awal pada umumnya telah diatur/setel oleh pabrik pembuatnya. Posisi stator telah ditentukan sedemikian rupa sehingga untuk mengubah/membuat variasi saat pengapiannya tidak dapat dilakukan. Walau demikian pengubahan saat pengapian masih dapat dilakukan dengan jumlah variasi yang kecil yaitu dengan mengubah celah platina. Perubahan saat pengapian yang cukup kecil tadi masih cukup untuk motor kecil dua langkah, sedangkan untuk motor yang lebih besar dan empat langkah dibutuhkan pemajuan (advance) saat pengapian yang lebih besar seiring dengan naiknya putaran mesin. Untuk mengatasinya dipasangkan unit pengatur saat pengapian otomatis atau ATU (automatic timing unit).

ATU terdiri dari sebuah piringan yang di bagian tengahnya terdapat pin (pasak) yang membawa nok (cam). Nok dapat berputar pada pin, tetapi pergerakkannya dikendalikan oleh dua buah pegas pemberat. Pada saat kecepatan idle dan rendah, pegas menahan nok ke posisi memundurkan (retarded) saat pengapian, Sedangkan pada saat kecepatan mesin dinaikkan, pemberat akan terlempar ke arah luar karena gaya gravitasi. saat pengapian. Hal ini akan berakibat nok berputar dan terjadi pemajuan (advance). Semakin naik putaran mesin, maka pemajuan saat pengapian pun semakin bertambah maksimum pemajuan sekitar +20 putaran sudut poros engkol.

Pranala luar sunting

Flywheel batteries on Interesting Thing of the Day.
Flywheel-based microgrid stabilisation technology., ABB
PowerStore
(Inggris) Artikel menarik hari ini tentang roda gila, ditulis oleh Joe Kissell.