Menghitung Performa Head Truck

ByAlvin Burhani

Jan 7, 2022 #hitung horse power, #horse power truck, #tractive effort

Read Time:5 Minute, 9 Second

Transportasi heavy cargo terutama di medan menanjak memerlukan perhitungan performa kendaraan yang cermat untuk memastikan keamanan dan efisiensi operasional. Artikel ini akan membahas metode perhitungan performa head truck, membandingkan kemampuan truk 6×4 dan 6×6, serta mencermati faktor-faktor kritis yang mempengaruhi operasi di tanjakan, lengkap dengan rumus matematika yang relevan. Judu lengkapnya adalah kumaha Menghitung Performa Head Truck untuk Transportasi di Tanjakan: Studi Kasus 6×4 dan 6×6.

Dalam studi kasus ini, total massa kendaraan (termasuk spun pile, sasis trailer, dan head truck) adalah 46.750 kg. Kondisi operasi yang dianalisis meliputi tanjakan 7° (sekitar 12,28% kemiringan jalan), kecepatan target 15 km/jam (4,17 m/s), diameter ban 1,15 m (radius 0,575 m), koefisien hambatan gelinding 0,03, dan daya mesin 400 HP (=298.000 W) dengan efisiensi 80% yang menghasilkan daya guna 238.400 W.

Perhitungan Performa Truk

Untuk menentukan performa head truck, beberapa gaya dan parameter dihitung, dengan $g$ adalah percepatan gravitasi bumi (sekitar 9,81 $m / s^{2}$ ):

Hambatan Gelinding (Rolling Resistance, $F_{rr}$ ): Gaya ini dihitung berdasarkan koefisien hambatan gelinding, massa total, dan gravitasi.

$F_{rr} = C_{rr} \times m \times g$

$F_{rr} = 0, 03 \times 46.750 kg \times 9, 81 m/s^{2} = 13.766 N$

Untuk kasus ini, nilai hambatan gelinding adalah 13.766 N.

Hambatan Tanjakan (Grade Resistance, $F_{g}$ ): Gaya ini muncul karena kendaraan bergerak melawan gravitasi di tanjakan.

$F_{g} = m \times g \times sin (θ)$

$F_{g} = 46.750 kg \times 9, 81 m/s^{2} \times sin (7^{\circ}) = 56.106 N$

Untuk tanjakan 7°, hambatan tanjakannya adalah 56.106 N.

Gaya Traksi Total (Total Tractive Force, $F_{t o t a l}$ ): Ini adalah jumlah hambatan gelinding (rolling resistant) dan hambatan tanjakan (grade / slope resistant).

$F_{t o t a l} = F_{rr} + F_{g}$

$F_{t o t a l} = 13.766 N + 56.106 N = 69.872 N$

Torsi Roda (Wheel Torque, $T_{w}$ ): Dihitung dari gaya traksi total dikalikan radius ban (r).

$T_{w} = F_{t o t a l} \times r$

$T_{w} = 69.872 N \times 0, 575 m = 40.681 Nm$

Daya yang Dibutuhkan (Power Required, $P_{re q}$ ): Daya yang diperlukan untuk mengatasi gaya traksi total pada kecepatan yang diinginkan.

$P_{re q} = F_{t o t a l} \times v$

$P_{re q} = 69.872 N \times 4, 17 m/s = 291.378 W$

Pada 15 km/jam, daya yang dibutuhkan adalah 291.378 W.

Analisis Pemanfaatan Mesin dan Risiko Overload

Dengan daya mesin yang dapat digunakan sebesar 238.400 W, perhitungan menunjukkan bahwa daya yang dibutuhkan (291.378 W) melebihi kapasitas mesin. Ini menghasilkan pemanfaatan mesin sebesar 122,2%, menunjukkan adanya overload mesin sebesar 22,2%.

Engine Utilization = P_req / P_use $\times 100%$

Baik truk 6×4 maupun 6×6 tidak dapat mempertahankan kecepatan 15 km/jam di tanjakan ini dengan bobot dan konfigurasi saat ini. Kondisi ini mengharuskan pengurangan kecepatan, pengurangan massa total, atau penggunaan truk dengan daya kuda yang lebih tinggi (misalnya, 500–550 HP).

Perbandingan Truk 6×4 dan 6×6

Meskipun dalam kasus overload mesin, truk 6×6 menawarkan keuntungan signifikan dalam hal traksi dan stabilitas dibandingkan dengan 6×4, terutama di tanjakan dan tikungan tajam. Truk 6×6 memiliki tiga gandar penggerak (semua gandar), sementara 6×4 hanya dua (roda belakang).

Hal ini memberikan traksi yang sangat baik di tanjakan dan risiko selip roda yang lebih rendah, serta kemampuan off-road yang lebih kuat. Namun, 6×6 memiliki kompleksitas perawatan yang lebih tinggi.

Analisis Stabilitas dan Performa pada Berbagai Kecepatan

Untuk memahami dampak kecepatan, dilakukan analisis pada 10 km/jam, 15 km/jam, dan 20 km/jam, dengan massa total 46.750 kg, tanjakan 7°, radius putar 15 m , dan tinggi COG ( $h_{COG}$ ) 2,0m.

Perhitungan tambahan untuk stabilitas melibatkan:

Momen Penggulingan (Overturning Moment, $M_{OT}$ ): Momen yang cenderung menyebabkan truk terguling, terutama saat berbelok di tanjakan.

$M_{OT} = F_{c} \times h_{COG}$

Pada kecepatan 15 km/jam;

$M_{OT} = 54.287 N \times 2, 0 m = 108.574 Nm$ .

Momen Penstabil (Stabilizing Moment, $M_{S}$ ): Momen yang menstabilkan truk, melawan momen penggulingan. Dalam dokumen ini diberikan estimasi sebesar 93.500 Nm. Risiko Terguling (Rollover Risk): Ditentukan dengan membandingkan $M_{OT}$ dengan $M_{S}$ . Jika $M_{OT} > M_{S}$ , risiko terguling tinggi.

Berikut adalah ringkasan performa dan stabilitas pada berbagai kecepatan:

Pada kecepatan 10 km/jam (2,78 m/s):

Daya yang Dibutuhkan ( $P_{re q}$ ): 194.297 W
Pemanfaatan Mesin: $238.400 / 194.297 \times 100% = 81, 5%$ .
Gaya Sentrifugal ( $F_{c}$ ): $15 46.750 \times ( 2 , 78 ) ^{2} = 24.222 N$
Momen Guling ( $M_{OT}$ ): $24.222 N \times 2, 0 m = 48.444 Nm$ .

Risiko Terguling: Rendah. Ini adalah kecepatan yang direkomendasikan untuk beban dan tanjakan ini.

Pada 15 km/jam (4,17 m/s):

Daya yang Dibutuhkan ( $P_{re q}$ ): 291.378 W
Pemanfaatan Mesin: $238.400/ 291.378 \times 100% = 122, 2%$ . Permintaan mesin melebihi kapasitas sebesar 22%.
Gaya Sentrifugal ( $F_{c}$ ): $15 46.750 \times ( 4 , 17 ) ^{2} = 54.287 N$
Momen Terguling ( $M_{OT}$ ): $54.287 N \times 2, 0 m = 108.574 Nm$ .

Risiko Terguling: Moderat , terutama saat berbelok.

Pada 20 km/jam (5,56 m/s):

Daya yang Dibutuhkan ( $P_{re q}$ ): 388.459 W
Pemanfaatan Mesin: $238.400 / 388.459 \times 100% = 162, 9%$ .
Gaya Sentrifugal ( $F_{c}$ ): $15 46.750 \times ( 5 , 56 ) ^{2} = 96.888 N$
Momen Guling ( $M_{OT}$ ): $96.888 N \times 2, 0 m = 193.776 Nm$ .

Risiko Terguling: Tinggi. Momen penggulingan hampir dua kali lipat momen penstabil, menjadikan kecepatan ini tidak aman di tanjakan 7° dengan COG 2 m

Berdasarkan analisis, ada batas praktis untuk operasi truk:

Massa Aman Maksimum (jalan datar, kering): Truk 6×4 sekitar 22.000–24.000 kg, sedangkan 6×6 sekitar 40.000–42.000 kg.
Massa Maksimum di Tanjakan 7° (15 km/jam): Truk 6×4 sekitar 20.000 kg, 6×6 sekitar 38.200 kg (dengan beban mesin 122%).
Massa Maksimum di Tanjakan 7° (10 km/jam): Truk 6×4 sekitar 24.000 kg, 6×6 sekitar 46.000+ kg (dengan beban mesin ~81,5%).
Kecepatan Maksimum (beban > 40 ton): 10 km/jam sangat disarankan untuk kedua jenis truk.
Konfigurasi yang Direkomendasikan untuk >40 ton: Truk 6×4 tidak cocok, hanya 6×6 yang disarankan pada kecepatan ≤ 10 km/jam.

Perhitungan performa head truck menunjukkan bahwa untuk transportasi beban berat (46.750 kg) di tanjakan 7°, kecepatan 10 km/jam adalah yang paling direkomendasikan untuk menjaga pemanfaatan mesin pada tingkat aman (sekitar 81,5%) dan risiko terguling tetap rendah. Kecepatan yang lebih tinggi, seperti 15 km/jam dan 20 km/jam, menyebabkan overload mesin yang parah dan peningkatan risiko terguling yang signifikan. Meskipun truk 6×6 memiliki keunggulan traksi yang jelas di tanjakan, penting untuk mematuhi batas kecepatan dan beban yang direkomendasikan untuk memastikan operasi yang aman dan efisien.

About Post Author

Alvin Burhani

Simple, relax, easy going, maybe patient, quiet, sympathetic, maybe kind, always keep emotion hidden, and does not get upset easily. Easy to get along with, I'm a good lister, compassionate and concern, peaceful and agreeable, and normally I avoid conflicts.

http://alvinburhani.net

Happy

0 %

Sad

0 %

Excited

100 %

Sleepy

0 %

Angry

0 %

Surprise

0 %

By Alvin Burhani

TEKNIK

Average Rating

5 Star

4 Star

3 Star

2 Star

1 Star

(Add your review)

Menghitung Performa Head Truck

ByAlvin Burhani

About Post Author

Alvin Burhani

By Alvin Burhani

Related Post

Lashing Mobil dalam Container

Menghitung Sling Tension

Dynamic Stability Multi Axle

Average Rating

Leave a Reply Cancel reply

You missed

Lashing Mobil dalam Container

Menghitung Sling Tension

Aplikasi Project TimeSheet

Skidding Loadout Module

ALVINBURHANI.NET