Rasio reduksi gearbox kapal adalah jumlah putaran mesin per putaran baling-baling: gearbox 4:1 yang dihubungkan ke mesin pada 2200 rpm memutar baling-baling pada 550 rpm. Untuk mencocokkan gearbox, pilih rasio yang membuat baling-baling berputar pada kecepatan rancangannya saat mesin berada pada rpm nominal, lalu pastikan kapasitas daya gearbox pada kecepatan masukan tersebut, kapasitas gaya dorong nominal, dan rumah koplingnya sesuai dengan mesin dan kapal.
Poin utama
- Kecepatan poros baling-baling sama dengan rpm nominal mesin dibagi rasio reduksi.
- Rasio lebih tinggi memutar baling-baling yang lebih besar dan lebih lambat, yang biasanya menghasilkan gaya dorong lebih besar pada kecepatan kapal rendah; rasio lebih rendah cocok untuk baling-baling lebih kecil pada lambung yang lebih cepat.
- Kapasitas gearbox terutama dibatasi oleh torsi, sehingga lembar data sering menyatakannya sebagai daya per rpm (kW per r/min) atau sebagai daya maksimum pada kecepatan masukan tertentu.
- Torsi mesin dalam N·m sama dengan 9550 × daya dalam kW ÷ rpm, dan torsi keluaran meningkat kurang lebih sebanding dengan rasionya.
- Bantalan dorong gearbox menanggung gaya dorong baling-baling, sehingga kapasitas gaya dorong nominalnya harus sesuai dengan baling-baling dan kondisi kerja kapal.
- Rumah kopling, kopling penghubung masukan, dan flensa keluaran harus sesuai dengan rumah roda gila mesin dan kopling penghubung poros baling-baling.
Apa sebenarnya fungsi rasio reduksi gearbox kapal?
Mesin diesel menghasilkan daya pada kecepatan yang jauh lebih tinggi daripada kecepatan putar ideal baling-baling yang efisien. Gearbox reduksi menukar kecepatan dengan torsi: rpm poros diturunkan sesuai rasio dan, selain sedikit rugi-rugi pada roda gigi dan bantalan, torsi dikalikan dengan faktor yang sama. Gearbox kapal juga menyediakan penggerak maju dan mundur melalui koplingnya, serta memuat bantalan dorong yang menyalurkan gaya dorong baling-baling ke lambung.
Baling-baling yang lebih besar dan lebih lambat umumnya lebih efisien untuk kapal lambat dengan beban berat seperti kapal pukat, kapal tunda, dan tongkang, karena mempercepat massa air yang lebih besar dengan kenaikan kecepatan yang lebih kecil. Karena itu, kapal-kapal ini sering menggunakan rasio 4:1 atau lebih, sedangkan lambung yang lebih ringan dan lebih cepat menggunakan rasio lebih rendah dengan baling-baling lebih kecil.
Bagaimana cara menghitung kecepatan poros baling-baling?
Bagi rpm nominal mesin dengan rasio gearbox. Tabel ini menggunakan kombinasi mesin dan gearbox yang nyata untuk menunjukkan pengaruh rasio terhadap kecepatan poros.
| Mesin dan kecepatan nominal | Gearbox dan rasio | Kecepatan poros baling-baling pada rpm nominal | Penggunaan umum |
|---|---|---|---|
| Tipe Cummins 6CTA8.3-M205, 2328 rpm | Advance HC300, 2.04:1 | sekitar 1141 rpm | Lambung displasemen yang lebih cepat atau lambung semi-planing |
| Mesin 2200 rpm | Advance 120C, 2.96:1 | sekitar 743 rpm | Kapal penangkap ikan dan kapal kerja kecil |
| Weichai WD618.C-16, 1700 rpm | Advance HC138, 3:1 | sekitar 567 rpm | Kapal kargo perairan pedalaman |
| SDEC D683, 2200 rpm | Advance 135A, 4:1 | sekitar 550 rpm | Kapal pukat dan kapal kerja |
| Weichai WD618.C-16, 1700 rpm | Advance HC138, 4:1 | 425 rpm | Tongkang bermuatan berat |
| Mesin 2200 rpm | Advance D300A, 5.05:1 | sekitar 436 rpm | Kapal tunda dan kapal lambat dengan gaya dorong tinggi |
Pasangan D683 dengan rasio 4:1 merupakan kombinasi yang digunakan pada penggantian mesin kapal pukat 24 m, sedangkan pasangan WD618 dan HC138 berasal dari armada kargo perairan pedalaman yang memilih rasio 3:1 dan 4:1 secara khusus untuk setiap kapal agar sesuai dengan lambung dan baling-balingnya.
Bagaimana cara memilih rasio yang tepat untuk baling-baling saya?
Rasio dan baling-baling dipilih secara bersamaan. Dalam penggantian mesin yang tetap menggunakan baling-baling lama, tujuannya sederhana: pilih rasio yang menghasilkan kembali kecepatan poros baling-baling lama pada rpm nominal mesin baru. Jika mesin lama beroperasi pada 1800 rpm melalui gearbox 3:1 (600 rpm pada poros), mesin baru dengan putaran nominal 2200 rpm memerlukan rasio sekitar 3.67:1 untuk mempertahankan kecepatan poros yang sama. Kemudian pilih rasio tersedia yang paling mendekati, lalu periksa atau sesuaikan pitch baling-baling.
Untuk kapal baru atau baling-baling baru, prosesnya biasanya berlangsung dengan urutan sebaliknya:
- Tentukan diameter baling-baling terbesar yang diizinkan oleh lambung dan jarak bebas ujung bilah.
- Perkirakan kecepatan poros yang sesuai untuk diameter tersebut berdasarkan kecepatan lambung dan beban, menggunakan perangkat lunak atau grafik desain baling-baling.
- Bagi rpm nominal mesin dengan kecepatan poros tersebut untuk memperoleh rasio ideal.
- Pilih rasio standar terdekat dari keluarga gearbox tersebut dan lakukan penyetelan akhir pitch baling-baling.
Rasio standar tersedia dalam beberapa pilihan bertingkat. Fada FD120 ditawarkan dengan rasio 1.48, 1.94, 2.45, 2.96, dan 3.35:1, sedangkan Advance HC138 dengan rasio 2.52, 3.0, 3.57, 4.05, dan 4.45:1. Pitch baling-baling mengompensasi selisih kecil antara rasio ideal dan rasio yang tersedia.
Apakah gearbox cukup kuat untuk daya dan torsi mesin saya?
Gearbox terutama dibatasi oleh torsi yang dapat diteruskannya, sehingga kapasitas dayanya turun ketika kecepatan masukan turun. Produsen menyatakan hal ini dengan dua cara umum: sebagai daya maksimum pada kecepatan tertentu (misalnya, Fada FD120 memiliki daya nominal 340 HP pada 2500 rpm dan HC138 sebesar 375 HP pada 2500 rpm), atau sebagai kapasitas transmisi dalam kW per r/min. Kapasitas juga dapat berbeda antar rasio dalam keluarga yang sama, jadi selalu periksa baris data untuk rasio tepat yang Anda butuhkan.
Untuk membandingkan mesin dengan gearbox, bagi daya mesin dalam kW dengan rpm nominal:
- Mesin 320 hp metrik (sekitar 235 kW) pada 2200 rpm memerlukan sekitar 0.107 kW per r/min.
- Mesin 170 kW pada 1700 rpm memerlukan 0.100 kW per r/min.
Kapasitas nominal gearbox untuk rasio yang dipilih setidaknya harus sebesar angka ini, dengan cadangan untuk klasifikasi kerja mesin. Pemeriksaan torsi yang sama dapat dilakukan langsung: torsi mesin dalam N·m adalah 9550 × kW ÷ rpm, sehingga 235 kW pada 2200 rpm menghasilkan sekitar 1020 N·m pada roda gila, dan pada rasio 4:1 poros keluaran menanggung sekitar empat kali nilai tersebut, dikurangi sedikit rugi-rugi.
Periksa juga rentang kecepatan masukan. Advance 135A, D300A, dan HC300 mencantumkan 750–2500 rpm, sedangkan 120C mencantumkan 1000–2500 rpm; kecepatan nominal dan langsam mesin harus berada dalam rentang gearbox.
Bagaimana dengan gaya dorong, flensa, dan kopling penghubung?
Setelah rasio dan kapasitas sesuai, antarmuka mekanis menentukan apakah paket dapat dirakit dengan tepat.
| Pemeriksaan | Alasan pentingnya | Contoh nilai dari lembar data |
|---|---|---|
| Gaya dorong nominal baling-baling | Bantalan dorong gearbox menyalurkan dorongan baling-baling ke lambung | 120C: 25 kN; HC300: 50 kN; D300A: 60 kN |
| Rumah kopling (ukuran SAE) | Harus sesuai dengan rumah roda gila mesin | HC300 dan D300A: SAE 0 atau SAE 1 |
| Kopling penghubung masukan | Meneruskan torsi dari roda gila dan meredam getaran torsional | Ukurannya disesuaikan dengan torsi mesin dan pola pemasangan roda gila |
| Flensa keluaran | Harus sesuai dengan kopling penghubung poros baling-baling | Pastikan diameter flensa dan lingkaran baut |
| Jarak sumbu | Menentukan selisih ketinggian antara poros masukan dan keluaran | 120C dan FD120: 180 mm; HC138: 225 mm; D300A: 355 mm |
| Berat dan dimensi | Memengaruhi desain fondasi mesin dan trim kapal | D300A: sekitar 680 kg; FD120: sekitar 225 kg |
Jarak sumbu sering terabaikan saat penggantian mesin. Jarak ini mengubah selisih ketinggian antara poros engkol dan poros baling-baling, sehingga gearbox dengan jarak sumbu berbeda dari yang lama mungkin memerlukan fondasi mesin dinaikkan atau diturunkan agar jalur poros tetap lurus.
Pada instalasi mesin ganda, kedua gearbox harus memiliki rasio yang sama, dan arah putaran baling-baling harus direncanakan untuk setiap sisi. Banyak gearbox kapal pembalik arah dapat menggerakkan keluaran ke kedua arah dengan rasio yang sama, tetapi pastikan hal ini untuk model tepat yang dipilih sebelum menentukan baling-baling putaran kanan atau kiri. Pada penggantian mesin yacht motor bermesin ganda, rasio gearbox dipilih mendekati rasio semula agar baling-baling yang ada dapat tetap digunakan.
Informasi apa yang dibutuhkan pemasok untuk mencocokkan gearbox?
Kirimkan model mesin, daya nominal dan rpm, ukuran SAE rumah roda gila, klasifikasi kerja, diameter dan pitch baling-baling, diameter poros, serta model dan rasio gearbox lama jika ini merupakan penggantian mesin. Teknisi MARS menggunakan data tersebut untuk memeriksa rasio, kapasitas, dan antarmuka, serta dapat menguji pengoperasian mesin dan gearbox secara bersamaan di bangku uji sebelum pengiriman, disertai laporan tertulis dan video. Minta pencocokan gearbox dengan menyertakan data mesin dan baling-baling Anda.
Pertanyaan yang sering diajukan
Apa arti rasio gearbox 3:1?
Mesin berputar tiga kali untuk setiap satu putaran poros baling-baling. Pada kecepatan mesin 2200 rpm, baling-baling berputar sekitar 733 rpm, dengan torsi keluaran sekitar tiga kali torsi mesin.
Apakah rasio reduksi yang lebih tinggi lebih baik?
Tidak dengan sendirinya. Rasio lebih tinggi cocok untuk baling-baling lebih besar dan lebih lambat serta kapal berat yang lambat, sedangkan rasio lebih rendah cocok untuk baling-baling lebih kecil pada lambung yang lebih ringan dan lebih cepat. Rasio yang tepat adalah yang sesuai dengan baling-baling dan lambung Anda.
Bisakah saya menggunakan gearbox dengan spesifikasi nominal pada 2500 rpm untuk mesin 1800 rpm?
Ya, jika 1800 rpm berada dalam rentang kecepatan masukan gearbox dan kapasitasnya pada 1800 rpm mencukupi daya mesin. Karena kapasitas dibatasi oleh torsi, daya yang diizinkan pada 1800 rpm lebih rendah daripada angka utama yang dicantumkan pada 2500 rpm.
Apa yang terjadi jika rasio gearbox salah?
Jika rasio terlalu rendah untuk baling-baling, mesin tidak dapat mencapai rpm nominal dan beroperasi dengan beban berlebih; jika terlalu tinggi, mesin mengalami putaran berlebih sebelum daya penuh terserap. Keduanya memboroskan bahan bakar, dan beban berlebih memperpendek umur mesin.
Apakah saya memerlukan gearbox baru saat mengganti mesin?
Tidak selalu, tetapi gearbox lama harus memiliki kapasitas yang cukup untuk mesin baru, rumah kopling yang sesuai, dan kondisi internal yang baik. Banyak operator menggantinya sekaligus untuk menghindari pengangkatan kapal dari air untuk kedua kalinya.
