Kotak roda gigi kapal berada di antara mesin dan poros baling-baling serta menjalankan tiga fungsi: menurunkan rpm mesin ke kecepatan baling-baling yang efisien, memungkinkan operator memilih maju, netral, dan mundur, serta menahan gaya dorong baling-baling melalui bantalan dorong keluarannya. Jenis utamanya adalah kotak roda gigi reduksi pembalik arah (segaris, bergeser sumbu, atau bersumbu keluaran lebih rendah), kotak roda gigi bersudut turun, kotak roda gigi penggerak V, dan roda gigi reduksi besar tanpa pembalik arah untuk instalasi berkecepatan rendah dan baling-baling dengan langkah yang dapat diatur.
Poin utama
- Hampir setiap kapal bermesin diesel dalam memerlukan kotak roda gigi kapal karena mesin beroperasi pada 1500–3000 rpm, sedangkan sebagian besar baling-baling kapal berlambung displasemen bekerja paling baik pada beberapa ratus rpm.
- Kotak roda gigi reduksi pembalik arah menggabungkan satu set roda gigi reduksi dengan kopling maju dan mundur; pada ukuran untuk penggunaan komersial, kopling biasanya berupa paket multi-pelat basah yang dioperasikan secara hidraulis.
- Tata letak keluaran (koaksial, bergeser sumbu, bersudut turun, atau penggerak V) dipilih agar sesuai dengan jalur poros dan ruang mesin, bukan hanya berdasarkan rasio.
- Kapasitas kotak roda gigi kapal umumnya dinyatakan sebagai daya per rpm (kW/rpm atau hp/rpm) untuk jenis tugas tertentu, sehingga kotak roda gigi yang sama dapat menyalurkan daya lebih besar pada kecepatan masukan yang lebih tinggi.
- Selip saat kopling terhubung, kenaikan suhu oli, bunyi baru, dan partikel logam dalam oli merupakan tanda awal umum masalah transmisi kapal.
- Perbaikan biasanya masuk akal untuk paket kopling, seal, dan bantalan; jika rumah, gigi roda gigi, atau poros rusak, penggantian sering kali lebih cepat dan lebih murah.
Apa sebenarnya fungsi kotak roda gigi kapal?
Kotak roda gigi kapal mengubah keluaran mesin berkecepatan tinggi dan bertorsi rendah menjadi kecepatan lebih rendah dan torsi lebih tinggi yang dibutuhkan baling-baling, serta memutus hubungan mesin dengan poros saat netral. Tanpanya, mesin diesel berkecepatan tinggi pada umumnya akan memutar baling-baling terlalu cepat untuk menghasilkan efisiensi yang baik.
Tiga fungsi utamanya adalah:
- Reduksi — rasio seperti 2:1, 3:1, atau 5:1 membagi rpm mesin untuk menentukan kecepatan baling-baling. Baling-baling yang lebih besar dan lebih lambat umumnya menghasilkan gaya dorong lebih besar per kW, sehingga kapal kerja dan kapal tunda menggunakan rasio tinggi.
- Pembalikan arah — dua kopling, satu untuk maju dan satu untuk mundur, memilih arah sehingga mesin selalu berputar ke arah yang sama.
- Penahanan gaya dorong — baling-baling mendorong kapal melalui poros, dan gaya dorong tersebut ditahan oleh bantalan pada keluaran kotak roda gigi, bukan oleh poros engkol mesin.
Pemilihan rasio dibahas secara terperinci dalam panduan kami tentang rasio reduksi kotak roda gigi dan pencocokan baling-baling.
Apa saja jenis utama kotak roda gigi kapal?
Kotak roda gigi kapal diklasifikasikan berdasarkan fungsi (hanya reduksi atau reduksi pembalik arah), jenis kopling (mekanis atau hidraulis), dan geometri keluaran (koaksial, bergeser sumbu, bersudut turun, atau penggerak V). Tabel ini merangkum jenis yang paling sering dijumpai pembeli.
| Jenis kotak roda gigi | Tata letak keluaran | Kopling | Penggunaan umum |
|---|---|---|---|
| Reduksi pembalik arah, bergeser sumbu | Poros keluaran sejajar dengan dan berada di bawah poros masukan | Multi-pelat basah hidraulis | Kapal penangkap ikan, kapal kerja, kapal tunda, feri |
| Reduksi pembalik arah, koaksial (segaris) | Keluaran berada pada garis sumbu yang sama dengan poros engkol | Hidraulis atau mekanis | Kapal yang bentuk lambungnya sesuai dengan jalur poros tinggi |
| Bersudut turun | Keluaran miring ke bawah beberapa derajat | Hidraulis | Kapal planing dan yacht dengan sudut poros curam |
| Penggerak V | Keluaran berbalik ke belakang di bawah mesin | Hidraulis | Yacht, perahu ski air, ruang mesin pendek di buritan |
| Kotak roda gigi mekanis kecil | Biasanya koaksial atau sedikit bergeser sumbu | Kerucut atau cakram mekanis | Kapal penangkap ikan dan kapal pelabuhan kecil, daya rendah |
| Roda gigi reduksi besar (tanpa pembalik arah atau dengan pembalik arah) | Bergeser sumbu, sering dilengkapi PTO | Hidraulis, terkadang dengan baling-baling CPP | Mesin utama berkecepatan menengah, kapal tunda besar, dan kapal besar |
Kotak roda gigi reduksi pembalik arah
Jenis ini merupakan andalan kapal komersial. Sebagian besar unit menggunakan tata letak poros sejajar dengan pergeseran vertikal antara masukan dan keluaran, yang menurunkan jalur poros dan memungkinkan mesin ditempatkan lebih tinggi di atas bilga. Kotak roda gigi reduksi pembalik arah hidraulis seperti HC138 umum digunakan pada kapal penangkap ikan dan kapal pelabuhan, sedangkan versi dengan rasio tertentu seperti 135A dengan rasio 4:1 dipilih agar baling-baling beroperasi mendekati kecepatan rancangannya.
Kotak roda gigi bersudut turun
Kotak roda gigi bersudut turun memiringkan flensa keluaran ke bawah, umumnya sekitar 7 hingga 10 derajat tergantung model, sehingga mesin dapat dipasang mendatar atau hampir mendatar sementara poros berada pada sudut yang dibutuhkan lambung. Hal ini menghemat tinggi ruang mesin dan menjaga bak oli serta sistem bahan bakar mesin bekerja pada sudut yang dirancang oleh produsen mesin.
Kotak roda gigi penggerak V
Kotak roda gigi penggerak V pada kapal memungkinkan mesin dipasang terbalik, dengan roda gila menghadap ke depan, dan mengarahkan kembali penggerak ke buritan di bawah mesin menuju poros baling-baling. Hasilnya, mesin ditempatkan jauh di buritan sehingga membebaskan ruang kabin atau kokpit. Transmisi penggerak V menambah kerumitan dan biaya, serta akses servis dapat lebih sempit, sehingga terutama digunakan pada yacht dan perahu ski air bermesin dalam, bukan kapal kerja.
Roda gigi reduksi besar dan unit PTO
Pada kapal yang lebih besar, roda gigi reduksi utama dapat berupa tipe tanpa pembalik arah jika kapal menggunakan baling-baling dengan langkah yang dapat diatur, karena gaya dorong mundur dihasilkan dengan mengubah langkah daun baling-baling, bukan membalik putaran poros. Kotak roda gigi tugas berat dalam kelas ini, seperti seri GWC, sering menyediakan pengambilan daya (PTO) untuk pompa, derek tarik, atau generator poros.
Kopling kapal mekanis vs hidraulis: mana yang lebih baik?
Kopling hidraulis cocok untuk hampir semua tugas komersial karena terhubung dengan halus, tahan terhadap pergantian arah yang sering, dan dapat dikendalikan dari jarak jauh. Kopling mekanis lebih sederhana dan lebih murah, serta tetap masuk akal untuk kapal kecil berdaya rendah.
- Kopling kapal mekanis — tuas pemindah langsung menghubungkan kopling kerucut atau cakram. Unit kecil berdaya rendah seperti 16A biasanya termasuk jenis ini; pastikan pada lembar data. Tidak ada pompa hidraulis atau pendingin oli yang perlu dirawat, tetapi gaya yang dibutuhkan untuk memindahkan tuas meningkat seiring daya.
- Kopling hidraulis — pompa internal memasok tekanan oli yang menjepit pelat gesek basah. Penghubungan kopling berlangsung konsisten dan mendukung kendali tuas tunggal atau elektronik. Oli kotak roda gigi biasanya memerlukan pendingin, yang sering dihubungkan ke sirkuit air laut mesin.
Untuk kapal berkecepatan tinggi, kotak roda gigi ringan seperti MV100A mengutamakan bobot rendah dan ukuran ringkas, sedangkan kotak roda gigi kapal kerja mengutamakan kapasitas operasi kontinu dan bantalan dorong yang kokoh.
Bagaimana cara menentukan ukuran kotak roda gigi reduksi kapal?
Tentukan ukuran kotak roda gigi reduksi kapal dengan memeriksa kapasitas terukurnya pada kecepatan terukur mesin dan jenis tugas Anda, lalu pastikan rasio, rumah masukan, dan flensa keluaran sesuai. Produsen kotak roda gigi biasanya menerbitkan kapasitas dalam kW atau hp per 1 rpm kecepatan masukan, secara terpisah untuk tugas ringan, menengah, dan kontinu.
- Ambil daya maksimum dan rpm terukur mesin dari lembar datanya, menggunakan kelas tugas yang benar-benar akan dijalankan kapal.
- Bagi daya dengan rpm dan bandingkan dengan angka kapasitas kotak roda gigi untuk tugas tersebut; angka kotak roda gigi harus sama atau lebih tinggi.
- Periksa batas kecepatan masukan maksimum dan torsi.
- Pastikan rumah kopling SAE dan pelat penggerak sesuai dengan roda gila dan rumah roda gila mesin.
- Pastikan kesesuaian flensa keluaran dan kopling poros, serta kapasitas bantalan dorong mencukupi gaya dorong baling-baling.
- Periksa apakah persetujuan kelas (misalnya dari badan klasifikasi) diperlukan untuk kapal tersebut.
Sebagai ilustrasi, mesin yang menghasilkan 240 kW pada 2200 rpm memerlukan kotak roda gigi dengan kapasitas setidaknya sekitar 0.11 kW/rpm untuk tugas yang relevan. Selalu gunakan tabel kapasitas produsen, bukan perkiraan praktis, untuk menentukan pilihan akhir.
Apa saja masalah umum transmisi kapal, dan sebaiknya diperbaiki atau diganti?
Sebagian besar kerusakan kotak roda gigi kapal berawal dari masalah oli, masalah pendinginan, atau ketidakselarasan, dan biasanya memberikan tanda sebelum terjadi kegagalan total. Mendeteksinya sejak dini dapat menentukan apakah cukup memperbaiki paket kopling atau harus membeli kotak roda gigi baru.
Gejala kerusakan yang perlu diperhatikan
- Selip atau keterlambatan terhubung — rpm naik tanpa kenaikan kecepatan kapal yang sepadan, atau kopling memerlukan beberapa detik untuk terhubung. Sering disebabkan oleh tekanan oli rendah, pelat kopling aus, atau pompa yang mulai rusak.
- Suhu oli tinggi — pendingin oli tersumbat atau berkerak, kelas oli tidak tepat, atau kopling selip.
- Bunyi denging, gemuruh, atau ketukan baru — bantalan aus, gigi roda gigi rusak, atau pelat peredam antara mesin dan kotak roda gigi mulai rusak.
- Partikel logam atau bau terbakar dalam oli — keausan internal yang perlu diperiksa sebelum pelayaran berikutnya.
- Getaran yang berubah mengikuti kecepatan poros — ketidakselarasan poros, poros bengkok, atau baling-baling rusak yang membebani bantalan keluaran.
- Kebocoran oli atau oli berwarna seperti susu — seal rusak, atau air masuk melalui pendingin oli yang bocor.
- Gigi tidak dapat masuk — gangguan pada mekanisme penghubung pemindah, katup kendali, atau sistem hidraulis.
Penggantian oli secara berkala dengan oli yang ditentukan, pemeriksaan tingkat oli yang benar, dan keselarasan mesin terhadap poros yang telah dipastikan dapat mencegah sebagian besar masalah ini.
Perbaikan vs penggantian
Perbaikan kotak roda gigi kapal masuk akal jika rumah dan set roda gigi masih baik serta kerusakan terdapat pada komponen aus. Penggantian biasanya merupakan pilihan yang lebih baik jika kerusakan bersifat struktural atau unit sudah tidak diproduksi.
| Situasi | Biasanya diperbaiki | Biasanya diganti |
|---|---|---|
| Pelat kopling, seal, bantalan aus | Ya | — |
| Gigi roda gigi atau poros rusak | Terkadang, jika suku cadang tersedia | Sering |
| Rumah retak | — | Ya |
| Suku cadang sudah tidak diproduksi atau waktu pengadaannya lama | — | Ya |
| Penggantian ke mesin yang berbeda | — | Ya, jika kapasitas atau rumah tidak lagi sesuai |
| Penawaran biaya perbaikan melebihi sekitar setengah harga unit baru | — | Biasanya |
Banyak penyedia rekondisi transmisi kapal bersedia membongkar dan memberikan penawaran, tetapi perhitungkan juga waktu henti operasi. Untuk kapal komersial, kotak roda gigi baru yang dikirim dari stok dapat menelan biaya total lebih rendah daripada kehilangan operasi sewa selama berminggu-minggu.
Bagaimana cara memilih pemasok kotak roda gigi kapal?
Mintalah tabel kapasitas, pilihan rasio, detail rumah kopling dan flensa, serta waktu pengadaan sebelum menanyakan harga. Pemasok yang mencocokkan kotak roda gigi dan mesin sebagai satu paket mengurangi risiko ketidaksesuaian kapasitas atau pemasangan.
MARS memasok kotak roda gigi kapal dari stok maupun yang dibuat sesuai pesanan, dan dapat menguji operasi mesin serta kotak roda gigi bersama-sama sebelum pengiriman dengan laporan tertulis dan video. Proyek kapal tunda pelabuhan bermesin ganda menunjukkan jenis instalasi propulsi tugas berat yang sangat mengandalkan kapasitas kotak roda gigi. Untuk mendapatkan rekomendasi kotak roda gigi yang sesuai, kirim model mesin, rpm, dan data baling-baling Anda.
Pertanyaan yang sering diajukan
Apa perbedaan antara transmisi kapal dan kotak roda gigi kapal?
Dalam kebanyakan penggunaan, keduanya merujuk pada hal yang sama. Istilah "transmisi kapal" lebih umum di pasar kapal rekreasi AS, sedangkan "kotak roda gigi kapal" atau "unit roda gigi kapal" umum digunakan dalam lingkungan komersial dan internasional.
Apa itu kotak roda gigi penggerak V pada kapal?
Kotak roda gigi penggerak V membalik aliran daya ke bawah mesin sehingga mesin dapat dipasang terbalik, jauh di buritan lambung. Jenis ini terutama digunakan pada yacht dan perahu ski air bermesin dalam untuk membebaskan ruang interior.
Bisakah saya menggunakan pereduksi roda gigi industri pada kapal?
Umumnya tidak. Pereduksi roda gigi industri tidak memiliki kopling pembalik arah, bantalan dorong kapal, perlindungan korosi, dan kelas tugas kapal yang disediakan oleh kotak roda gigi reduksi kapal.
Seberapa sering oli kotak roda gigi kapal harus diganti?
Ikuti buku petunjuk produsen, yang biasanya menetapkan interval berdasarkan jam operasi serta penggantian pertama setelah masa penyesuaian awal. Kapal komersial dengan jam operasi panjang menggantinya lebih sering daripada kapal rekreasi.
Mengapa kotak roda gigi kapal saya mengalami panas berlebih?
Penyebab paling umum adalah pendingin oli tersumbat atau berkerak, tingkat oli rendah, oli yang salah, atau pelat kopling selip. Periksa pendingin dan aliran air laut terlebih dahulu.
Rasio reduksi berapa yang saya perlukan?
Rasio bergantung pada rpm terukur mesin, ukuran baling-baling, dan jenis kapal; kapal kerja dan kapal tunda biasanya menggunakan rasio lebih tinggi daripada kapal planing cepat. Perhitungan baling-baling atau data instalasi yang ada merupakan titik awal terbaik.
