Torque Converter
Gaya Puntir: Memahami Torsi di Semua Satuan
Pahami torsi dalam aplikasi otomotif, rekayasa, dan presisi. Konversikan dengan percaya diri antara N⋅m, lbf⋅ft, kgf⋅m, dan lainnya dengan contoh yang jelas.
Dasar-dasar Torsi
Apa itu torsi?
Torsi adalah padanan rotasional dari gaya linier. Ini menggambarkan efek putaran dari gaya yang diterapkan pada jarak dari sumbu rotasi.
Rumus: τ = r × F, di mana r adalah jarak dan F adalah gaya yang tegak lurus terhadap jari-jari.
- Dasar SI: newton-meter (N⋅m)
- Imperial: pound-force foot (lbf⋅ft)
- Arah penting: searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam
Konteks otomotif
Torsi mesin menentukan sensasi akselerasi. Torsi yang lebih tinggi pada RPM rendah berarti daya tarik yang lebih baik.
Spesifikasi torsi pengencang mencegah pengencangan berlebih (merusak ulir) atau pengencangan kurang (melonggar).
- Keluaran mesin: 100-500 N⋅m tipikal
- Mur roda: 80-140 N⋅m
- Presisi: diperlukan akurasi ±2-5%
Torsi vs. Energi
Keduanya menggunakan dimensi N⋅m tetapi merupakan besaran yang berbeda!
Torsi adalah vektor (memiliki arah). Energi adalah skalar (tidak memiliki arah).
- Torsi: gaya putar pada suatu jarak
- Energi (joule): kerja yang dilakukan saat bergerak melalui jarak
- Jangan gunakan 'joule' untuk spesifikasi torsi!
- Gunakan N⋅m untuk spesifikasi metrik, lbf⋅ft untuk otomotif di AS
- Torsi adalah gaya putar, bukan energi (meskipun dimensinya N⋅m)
- Selalu gunakan kunci torsi yang dikalibrasi untuk pengencang penting
Alat Bantu Ingatan
Matematika Mental Cepat
N⋅m ↔ lbf⋅ft
1 lbf⋅ft ≈ 1.36 N⋅m. Untuk perkiraan kasar: kalikan dengan 1.4 atau bagi dengan 0.7.
kgf⋅m ↔ N⋅m
1 kgf⋅m ≈ 10 N⋅m (tepatnya 9.807). Pikirkan gravitasi: berat 1 kg pada 1 meter.
lbf⋅in ↔ N⋅m
1 lbf⋅in ≈ 0.113 N⋅m. Bagi dengan 9 untuk perkiraan cepat ke N⋅m.
N⋅cm ↔ N⋅m
100 N⋅cm = 1 N⋅m. Cukup pindahkan desimal dua tempat.
ft-lbf (terbalik)
ft-lbf = lbf⋅ft. Nilai yang sama, notasi yang berbeda. Keduanya berarti gaya × jarak.
Torsi × RPM → Daya
Daya (kW) ≈ Torsi (N⋅m) × RPM ÷ 9,550. Menghubungkan torsi dengan tenaga kuda.
Referensi Torsi Visual
| Mengencangkan Sekrup dengan Tangan | 0.5-2 N⋅m | Kencang dengan jari - apa yang Anda terapkan hanya dengan jari |
| Sekrup Smartphone | 0.1-0.3 N⋅m | Halus - kurang dari gaya cubitan |
| Mur Roda Mobil | 100-120 N⋅m (80 lbf⋅ft) | Tarik kunci pas yang kuat - mencegah roda jatuh! |
| Pedal Sepeda | 30-40 N⋅m | Orang dewasa yang kuat dapat menerapkan ini sambil berdiri di atas pedal |
| Membuka Toples Selai | 5-15 N⋅m | Tutup toples yang membandel - gaya puntir pergelangan tangan |
| Keluaran Mesin Mobil | 150-400 N⋅m | Apa yang membuat mobil Anda berakselerasi - daya putar berkelanjutan |
| Gearbox Turbin Angin | 1-5 MN⋅m | Masif - setara dengan 100.000 orang mendorong tuas 10m |
| Bor Listrik | 20-80 N⋅m | Daya genggam - dapat mengebor kayu/logam |
Kesalahan Umum
- Membingungkan Torsi dan EnergiFix: Keduanya menggunakan N⋅m tetapi torsi adalah gaya putar (vektor), energi adalah kerja yang dilakukan (skalar). Jangan pernah mengatakan 'joule' untuk torsi!
- Menggunakan Kunci Torsi yang Tidak DikalibrasiFix: Kunci torsi kehilangan kalibrasi seiring waktu. Kalibrasi ulang setiap tahun atau setelah 5.000 siklus. Kesalahan ±2% dapat merusak ulir!
- Mengabaikan Urutan PengencanganFix: Kepala silinder, roda gila memerlukan pola tertentu (bintang/spiral). Mengencangkan satu sisi terlebih dahulu akan membengkokkan permukaan!
- Mencampuradukkan ft-lbf dan lbf⋅ftFix: Keduanya SAMA! ft-lbf = lbf⋅ft. Keduanya sama dengan gaya × jarak. Hanya notasi yang berbeda.
- Mengencangkan Berlebihan 'untuk Keamanan'Fix: Lebih banyak torsi ≠ lebih aman! Mengencangkan berlebihan meregangkan baut di luar batas elastisnya, menyebabkan kegagalan. Ikuti spesifikasi dengan tepat!
- Menggunakan Torsi pada Ulir yang Dilumasi vs. KeringFix: Oli mengurangi gesekan sebesar 20-30%. Spesifikasi 'kering' 100 N⋅m menjadi 70-80 N⋅m saat diminyaki. Periksa apakah spesifikasi untuk kering atau dilumasi!
Di Mana Setiap Satuan Cocok
Otomotif
Spesifikasi mesin, mur roda, dan pengencang menggunakan N⋅m atau lbf⋅ft tergantung pada wilayah.
- Keluaran mesin: 150-500 N⋅m
- Mur roda: 80-140 N⋅m
- Busi: 20-30 N⋅m
Mesin berat
Motor industri, turbin angin, dan alat berat menggunakan kN⋅m atau MN⋅m.
- Motor listrik: 1-100 kN⋅m
- Turbin angin: kisaran MN⋅m
- Ekskavator: ratusan kN⋅m
Elektronik & presisi
Perangkat kecil menggunakan N⋅mm, N⋅cm, atau ozf⋅in untuk perakitan yang halus.
- Sekrup PCB: 0.1-0.5 N⋅m
- Smartphone: 0.05-0.15 N⋅m
- Peralatan optik: gf⋅cm atau ozf⋅in
Cara Kerja Konversi
- lbf⋅ft × 1.35582 → N⋅m; N⋅m × 0.73756 → lbf⋅ft
- kgf⋅m × 9.80665 → N⋅m; N⋅m ÷ 9.80665 → kgf⋅m
- N⋅cm × 0.01 → N⋅m; N⋅m × 100 → N⋅cm
Konversi Umum
| Dari | Ke | Faktor | Contoh |
|---|---|---|---|
| N⋅m | lbf⋅ft | × 0.73756 | 100 N⋅m = 73.76 lbf⋅ft |
| lbf⋅ft | N⋅m | × 1.35582 | 100 lbf⋅ft = 135.58 N⋅m |
| kgf⋅m | N⋅m | × 9.80665 | 10 kgf⋅m = 98.07 N⋅m |
| lbf⋅in | N⋅m | × 0.11298 | 100 lbf⋅in = 11.30 N⋅m |
| N⋅cm | N⋅m | × 0.01 | 100 N⋅cm = 1 N⋅m |
Contoh Cepat
Perbandingan Torsi di Berbagai Aplikasi
| Aplikasi | N⋅m | lbf⋅ft | kgf⋅m | Catatan |
|---|---|---|---|---|
| Sekrup jam tangan | 0.005-0.01 | 0.004-0.007 | 0.0005-0.001 | Sangat halus |
| Sekrup smartphone | 0.05-0.15 | 0.04-0.11 | 0.005-0.015 | Hanya dikencangkan dengan jari |
| Sekrup pemasangan PCB | 0.2-0.5 | 0.15-0.37 | 0.02-0.05 | Obeng kecil |
| Membuka tutup toples | 5-15 | 3.7-11 | 0.5-1.5 | Puntiran pergelangan tangan |
| Pedal sepeda | 35-55 | 26-41 | 3.6-5.6 | Pemasangan yang kencang |
| Mur roda mobil | 100-140 | 74-103 | 10-14 | Spesifikasi keselamatan penting |
| Mesin sepeda motor | 50-150 | 37-111 | 5-15 | Torsi keluaran |
| Mesin mobil (sedan) | 150-250 | 111-184 | 15-25 | Torsi keluaran puncak |
| Mesin truk (diesel) | 400-800 | 295-590 | 41-82 | Torsi tinggi untuk menarik |
| Bor listrik | 30-80 | 22-59 | 3-8 | Alat listrik genggam |
| Motor listrik industri | 5,000-50,000 | 3,700-37,000 | 510-5,100 | 5-50 kN⋅m |
| Turbin angin | 1-5 juta | 738k-3.7M | 102k-510k | Skala MN⋅m |
Tolok Ukur Sehari-hari
| Benda | Torsi tipikal | Catatan |
|---|---|---|
| Sekrup yang dikencangkan dengan tangan | 0.5-2 N⋅m | Tanpa alat, hanya dengan jari |
| Membuka tutup toples | 5-15 N⋅m | Toples acar yang membandel |
| Pemasangan pedal sepeda | 35-55 N⋅m | Harus kencang |
| Mur roda mobil | 100-120 N⋅m | 80-90 lbf⋅ft tipikal |
| Keluaran mesin sepeda motor | 50-120 N⋅m | Bervariasi berdasarkan ukuran |
| Puncak mesin mobil kecil | 150-250 N⋅m | Pada ~3.000-4.000 RPM |
| Mesin diesel truk | 400-800 N⋅m | Torsi tinggi untuk menarik |
| Turbin angin | 1-5 MN⋅m | Megaton-meter! |
Fakta Menakjubkan tentang Torsi
Kebingungan N⋅m vs. Joule
Keduanya menggunakan dimensi N⋅m, tetapi torsi dan energi SANGAT berbeda! Torsi adalah gaya putar (vektor), energi adalah kerja yang dilakukan (skalar). Menggunakan 'joule' untuk torsi seperti menyebut kecepatan 'meter' — secara teknis salah!
Mengapa Diesel Terasa Lebih Kuat
Mesin diesel memiliki torsi 50-100% lebih banyak daripada mesin bensin dengan ukuran yang sama! Diesel 2.0L mungkin menghasilkan 400 N⋅m sementara bensin 2.0L menghasilkan 200 N⋅m. Itulah mengapa diesel menarik trailer lebih baik meskipun tenaga kudanya lebih rendah.
Torsi Instan Motor Listrik
Motor listrik menghasilkan torsi puncak pada 0 RPM! Mesin bensin membutuhkan 2.000-4.000 RPM untuk torsi puncak. Itulah mengapa EV terasa begitu cepat saat start — 400+ N⋅m penuh secara instan!
Torsi Turbin Angin Sangat Gila
Turbin angin 5 MW menghasilkan torsi 2-5 juta N⋅m (MN⋅m) pada rotor. Itu seperti 2.000 mesin mobil berputar bersama — gaya yang cukup untuk memuntir sebuah bangunan!
Mengencangkan Berlebihan Merusak Ulir
Baut meregang saat dikencangkan. Mengencangkan berlebihan hanya 20% dapat merusak ulir secara permanen atau mematahkan baut! Itulah mengapa spesifikasi torsi ada — ini adalah zona 'Goldilocks'.
Kunci Torsi Diciptakan pada Tahun 1918
Conrad Bahr menemukan kunci torsi untuk mencegah pengencangan berlebihan pada pipa air di NYC. Sebelum ini, tukang ledeng hanya 'merasakan' kekencangannya, yang menyebabkan kebocoran dan kerusakan terus-menerus!
Torsi × RPM = Daya
Mesin yang menghasilkan 300 N⋅m pada 6.000 RPM menghasilkan 188 kW (252 HP). 300 N⋅m yang sama pada 3.000 RPM = hanya 94 kW! RPM tinggi mengubah torsi menjadi daya.
Anda Menciptakan 40 N⋅m saat Mengayuh
Seorang pengendara sepeda yang kuat menghasilkan 40-50 N⋅m per kayuhan pedal. Pembalap Tour de France dapat mempertahankan 60+ N⋅m selama berjam-jam. Itu seperti terus-menerus membuka 4 toples selai yang membandel secara bersamaan!
Rekor & Ekstrem
| Rekor | Torsi | Catatan |
|---|---|---|
| Terkecil yang dapat diukur | ~10⁻¹² N⋅m | Mikroskopi gaya atom (piconewton-meter) |
| Sekrup jam tangan | ~0.01 N⋅m | Pekerjaan presisi yang halus |
| Turbin angin terbesar | ~8 MN⋅m | Rotor turbin lepas pantai 15 MW |
| Poros baling-baling kapal | ~10-50 MN⋅m | Kapal peti kemas terbesar |
| Mesin roket Saturn V (F-1) | ~1.2 MN⋅m | Per turbopump pada daya dorong penuh |
Sejarah Singkat Pengukuran Torsi
1687
Isaac Newton mendefinisikan gaya dan gerak rotasi dalam Principia Mathematica, meletakkan dasar bagi konsep torsi
1884
Istilah 'torsi' pertama kali digunakan dalam bahasa Inggris oleh James Thomson (saudara Lord Kelvin) dari bahasa Latin 'torquere' (memuntir)
1918
Conrad Bahr menemukan kunci torsi untuk mencegah pengencangan berlebihan pada pipa air di New York City
1930s
Industri otomotif menstandarkan spesifikasi torsi untuk perakitan mesin dan pengencang
1948
Newton-meter secara resmi diadopsi sebagai satuan SI untuk torsi (menggantikan kg⋅m)
1960s
Kunci torsi tipe 'klik' menjadi standar dalam mekanik profesional, meningkatkan akurasi hingga ±3%
1990s
Kunci torsi digital dengan sensor elektronik memberikan pembacaan waktu nyata dan pencatatan data
2010s
Kendaraan listrik menunjukkan pengiriman torsi maksimum instan, mengubah cara konsumen memahami torsi vs. daya
Referensi Cepat
Konversi umum
Faktor kunci untuk penggunaan sehari-hari
- 1 lbf⋅ft = 1.356 N⋅m
- 1 kgf⋅m = 9.807 N⋅m
- 1 N⋅m = 0.7376 lbf⋅ft
Tips kunci torsi
Praktik terbaik
- Simpan pada pengaturan terendah untuk menjaga pegas
- Kalibrasi setiap tahun atau setelah 5.000 kali penggunaan
- Tarik gagang dengan lancar, jangan disentak
Perhitungan daya
Hubungkan torsi dengan daya
- Daya (kW) = Torsi (N⋅m) × RPM ÷ 9,550
- HP = Torsi (lbf⋅ft) × RPM ÷ 5,252
- Lebih banyak torsi pada RPM rendah = akselerasi lebih baik
Tips
- Selalu gunakan kunci torsi yang dikalibrasi untuk pengencang penting
- Ikuti urutan pengencangan (pola bintang/spiral) untuk kepala silinder dan roda gila
- Simpan kunci torsi pada pengaturan terendah untuk menjaga tegangan pegas
- Periksa apakah spesifikasi torsi untuk ulir kering atau dilumasi — perbedaan 20-30%!
- Notasi ilmiah otomatis: Nilai < 1 µN⋅m atau > 1 GN⋅m ditampilkan dalam notasi ilmiah untuk keterbacaan
Katalog Satuan
SI / Metrik
Satuan SI dari nano hingga giga newton-meter.
| Satuan | Simbol | Newton-meter | Catatan |
|---|---|---|---|
| kilonewton-meter | kN⋅m | 1.000e+3 | Kilonewton-meter; skala mesin industri. |
| newton-sentimeter | N⋅cm | 0.01 | Newton-sentimeter; elektronik kecil, sekrup PCB. |
| newton-meter | N⋅m | 1 (base) | Satuan dasar SI. 1 N pada jarak tegak lurus 1 m. |
| newton-milimeter | N⋅mm | 0.001 | Newton-milimeter; pengencang sangat kecil. |
| giganewton-meter | GN⋅m | 1.000e+9 | Giganewton-meter; aplikasi teoretis atau ekstrem. |
| kilonewton-sentimeter | kN⋅cm | 10 | unitsCatalog.notesByUnit.kNcm |
| kilonewton-milimeter | kN⋅mm | 1 (base) | unitsCatalog.notesByUnit.kNmm |
| meganewton-meter | MN⋅m | 1.000e+6 | Meganewton-meter; turbin angin, baling-baling kapal. |
| mikronewton-meter | µN⋅m | 1.000e-6 | Mikronewton-meter; pengukuran skala mikro. |
| milinewton-meter | mN⋅m | 0.001 | Milinewton-meter; instrumen presisi. |
| nanonewton-meter | nN⋅m | 1.000e-9 | Nanonewton-meter; mikroskopi gaya atom. |
Imperial / Adat AS
Satuan imperial berbasis pound-force dan ounce-force.
| Satuan | Simbol | Newton-meter | Catatan |
|---|---|---|---|
| ons-gaya inci | ozf⋅in | 0.00706155176214271 | Ounce-force-inch; perakitan elektronik. |
| pound-gaya kaki | lbf⋅ft | 1.3558179483314003 | Pound-force-foot; standar otomotif AS. |
| pound-gaya inci | lbf⋅in | 0.1129848290276167 | Pound-force-inch; pengencang lebih kecil. |
| kilopound-gaya kaki | kip⋅ft | 1.356e+3 | Kilopound-force-foot (1.000 lbf⋅ft). |
| kilopound-gaya inci | kip⋅in | 112.9848290276167 | Kilopound-force-inch. |
| ons-gaya kaki | ozf⋅ft | 0.0847386211457125 | Ounce-force-foot; aplikasi ringan. |
| poundal kaki | pdl⋅ft | 0.04214011009380476 | unitsCatalog.notesByUnit.pdl-ft |
| poundal inci | pdl⋅in | 0.0035116758411503964 | unitsCatalog.notesByUnit.pdl-in |
Rekayasa / Gravimetri
Satuan kilogram-force dan gram-force umum dalam spesifikasi lama.
| Satuan | Simbol | Newton-meter | Catatan |
|---|---|---|---|
| kilogram-gaya sentimeter | kgf⋅cm | 0.0980665 | Kilogram-force-centimeter; spesifikasi Asia. |
| kilogram-gaya meter | kgf⋅m | 9.80665 | Kilogram-force-meter; 9.807 N⋅m. |
| sentimeter kilogram-gaya | cm⋅kgf | 0.0980665 | unitsCatalog.notesByUnit.cm-kgf |
| gram-gaya sentimeter | gf⋅cm | 9.807e-5 | Gram-force-centimeter; torsi sangat kecil. |
| gram-gaya meter | gf⋅m | 0.00980665 | unitsCatalog.notesByUnit.gf-m |
| gram-gaya milimeter | gf⋅mm | 9.807e-6 | unitsCatalog.notesByUnit.gf-mm |
| kilogram-gaya milimeter | kgf⋅mm | 0.00980665 | unitsCatalog.notesByUnit.kgf-mm |
| meter kilogram-gaya | m⋅kgf | 9.80665 | unitsCatalog.notesByUnit.m-kgf |
| ton-gaya kaki (pendek) | tonf⋅ft | 2.712e+3 | unitsCatalog.notesByUnit.tonf-ft |
| ton-gaya meter (metrik) | tf⋅m | 9.807e+3 | Metric ton-force-meter (1.000 kgf⋅m). |
Otomotif / Praktis
Satuan praktis dengan gaya-jarak terbalik (ft-lbf).
| Satuan | Simbol | Newton-meter | Catatan |
|---|---|---|---|
| kaki pound-gaya | ft⋅lbf | 1.3558179483314003 | Foot-pound-force (sama dengan lbf⋅ft, notasi terbalik). |
| inci pound-gaya | in⋅lbf | 0.1129848290276167 | Inch-pound-force (sama dengan lbf⋅in). |
| inci ons-gaya | in⋅ozf | 0.00706155176214271 | Inch-ounce-force; pekerjaan halus. |
Sistem CGS
Satuan berbasis dyne dari sistem Sentimeter-Gram-Detik.
| Satuan | Simbol | Newton-meter | Catatan |
|---|---|---|---|
| dyne-sentimeter | dyn⋅cm | 1.000e-7 | Dyne-centimeter; satuan CGS (10⁻⁷ N⋅m). |
| dyne-meter | dyn⋅m | 1.000e-5 | unitsCatalog.notesByUnit.dyne-m |
| dyne-milimeter | dyn⋅mm | 1.000e-8 | unitsCatalog.notesByUnit.dyne-mm |
Ilmiah / Energi
Satuan energi yang secara dimensional setara dengan torsi (tetapi secara konseptual berbeda!).
| Satuan | Simbol | Newton-meter | Catatan |
|---|---|---|---|
| erg | erg | 1.000e-7 | Erg (satuan energi CGS, 10⁻⁷ J). |
| kaki-poundal | ft⋅pdl | 0.04214011009380476 | unitsCatalog.notesByUnit.ft-pdl |
| joule | J | 1 (base) | Joule (satuan energi, secara dimensional sama dengan N⋅m tetapi secara konseptual berbeda!). |
| kilojoule | kJ | 1.000e+3 | unitsCatalog.notesByUnit.kJ |
| megajoule | MJ | 1.000e+6 | unitsCatalog.notesByUnit.MJ |
| mikrojoule | µJ | 1.000e-6 | unitsCatalog.notesByUnit.μJ |
| milijoule | mJ | 0.001 | unitsCatalog.notesByUnit.mJ |
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Apa perbedaan antara torsi dan daya?
Torsi adalah gaya putar (N⋅m atau lbf⋅ft). Daya adalah laju kerja yang dilakukan (watt atau HP). Daya = Torsi × RPM. Torsi tinggi pada RPM rendah memberikan akselerasi yang baik; daya tinggi pada RPM tinggi memberikan kecepatan tertinggi yang tinggi.
Dapatkah saya menggunakan joule sebagai ganti N⋅m untuk torsi?
Tidak! Meskipun keduanya menggunakan dimensi N⋅m, torsi dan energi adalah besaran fisik yang berbeda. Torsi adalah vektor (memiliki arah: searah/berlawanan arah jarum jam), energi adalah skalar. Selalu gunakan N⋅m atau lbf⋅ft untuk torsi.
Torsi apa yang harus saya gunakan untuk mur roda mobil saya?
Periksa manual mobil Anda. Rentang tipikal: Mobil kecil 80-100 N⋅m (60-75 lbf⋅ft), Ukuran sedang 100-120 N⋅m (75-90 lbf⋅ft), Truk/SUV 120-200 N⋅m (90-150 lbf⋅ft). Gunakan kunci torsi dan pola bintang!
Mengapa kunci torsi saya perlu dikalibrasi?
Pegas kehilangan ketegangan seiring waktu. Setelah 5.000 siklus atau setiap tahun, akurasi bergeser dari ±3% menjadi ±10%+. Pengencang penting (mesin, rem, roda) memerlukan torsi yang tepat — kalibrasi ulang secara profesional.
Apakah lebih banyak torsi selalu lebih baik?
Tidak! Mengencangkan berlebihan merusak ulir atau mematahkan baut. Pengencangan yang kurang menyebabkan kelonggaran. Ikuti spesifikasi yang tepat. Torsi adalah tentang presisi, bukan gaya maksimum.
Mengapa mobil listrik berakselerasi begitu cepat?
Motor listrik menghasilkan torsi puncak pada 0 RPM! Mesin bensin membutuhkan 2.000-4.000 RPM untuk torsi puncak. Tesla memiliki 400+ N⋅m secara instan, sementara mobil bensin membangunnya secara bertahap.
Direktori Alat Lengkap
Semua 71 alat yang tersedia di UNITS