Mesin empat tak

Siklus empat langkah pada mesin bensin. Gas masuk berwarna biru dan gas buang berwarna coklat. Dinding silinder berupa tabung pelapis tipis yang dikelilingi air pendingin.

Mesin empat tak adalah mesin pembakaran dalam yang dalam satu siklus pembakaran terjadi empat langkah piston. Sekarang ini, mesin pembakaran dalam pada mobil, sepeda motor, truk, pesawat terbang, kapal, alat berat dan sebagainya, umumnya menggunakan siklus empat langkah. Empat langkah tersebut meliputi, langkah hisap (pemasukan), kompresi, tenaga dan langkah buang yang secara keseluruhan memerlukan dua putaran poros engkol (crankshaft) per satu siklus pada mesin bensin atau mesin diesel.

Sejarah

Mesin empat tak, pertama kali dipatenkan oleh Eugenio Barsanti dan Felice Matteucci pada tahun 1854, diikuti dengan prototip pertama pada tahun 1860. Mesin tersebut juga dikonsepkan oleh teknisi Perancis, Alphonse Beau de Rochas pada tahun 1862. Namun teknisi Jerman, Nicolaus Otto yang pertama mengembangkan penggunaan mesin empat tak, oleh sebab itu prinsip emapt langkah pada mesin dikenal dengan siklus Otto dan mesin empat tak dengan busi disebut juga dengan mesin Otto. Siklus Otto terdiri dari kompresi menghasilkan panas, penambahan panas pada volume tetap, ekspansi volume akibat panas dan pembuangan panas pada volume tetap.

Prinsip kerja

Untuk memahami prinsip kerja, perlu dimengerti istilah baku yang berlaku dalam teknik otomotif :

• TMA (titik mati atas) atau TDC (top dead centre), posisi piston berada pada titik paling atas dalam silinder mesin atau piston berada pada titik paling jauh dari poros engkol (crankshaft).
• TMB (titik mati bawah) atau BDC (bottom dead centre), posisi piston berada pada titik paling bawah dalam silinder mesin atau piston berada pada titik paling dekat dengan poros engkol (crankshaft).

Langkah kesatu

Piston bergerak dari TMA ke TMB, posisi katup masuk terbuka dan katup keluar tertutup, mengakibatkan udara (mesin diesel) atau gas (sebagian besar mesin bensin) terhisap masuk ke dalam ruang bakar. Proses udara atau gas sebelum masuk ke ruang bakar, dapat dilihat pada sistem pemasukan.

Langkah kedua

Piston bergerak dari TMB ke TMA, posisi katup masuk dan keluar tertutup, mengakibatkan udara atau gas dalam ruang bakar terkompresi. Beberapa saat sebelum piston sampai pada posisi TMA, waktu penyalaan (timing ignition) terjadi, pada mesin bensin berupa nyala busi sedangkan pada mesin diesel berupa semprotan (suntikan) bahan bakar.

Langkah ketiga

Gas yang terbakar dalam ruang bakar akan meningkatkan tekanan dalam ruang bakar, mengakibatkan piston terdorong dari TMA ke TMB. Langkah ini adalah proses langkah yang menghasilkan tenaga.

Langkah keempat

Piston bergerak dari TMB ke TMA, posisi katup masuk tertutup dan katup keluar terbuka, mengakibatkan gas hasil pembakaran terdorong keluar menuju saluran pembuangan. Proses selanjutnya di saluran pembuangan dapat dilihat pada sistem pembuangan.

Desain

Rasio kompresi

Rasio kompresi adalah perbandingan antara volume langkah piston dibandingkan dengan volume ruang bakar saat piston pada posisi TMA.

SOHC vs DOHC

Single over head camshaft, mesin dengan noken as tunggal di atas silinder. Double over head camshaft, mesin dengan noken as ganda di atas silinder.

Long vs Short stroke

Mesin disebut berkarakter long stroke apabila langkah piston lebih panjang dari diameter piston. Mesin disebut berkarakter short stroke apabila langkah piston lebih pendek dari diameter piston.

Ruang bakar awal

Sistem transmisi

Tuas pemindah kecepatan (5 kecepatan) pada Mazda Protege.

Sistem transmisi, dalam otomotif, adalah sistem yang berfungsi untuk konversi torsi dan kecepatan (putaran) dari mesin menjadi torsi dan kecepatan yang berbeda-beda untuk diteruskan ke penggerak akhir. Konversi ini mengubah kecepatan putar yang tinggi menjadi lebih rendah tetapi lebih bertenaga, atau sebaliknya.

Contoh transmisi 5-kecepatan pada rpm mesin 4.400
Gir nomor	Rasio gir	RPM pada poros keluar transmisi
1	3.769	1.167
2	2.049	2.147
3	1.457	3.020
4	1.000	4.400
5	0.838	5.251

Torsi tertinggi suatu mesin umumnya terjadi pada sekitar pertengahan dari batas putaran mesin yang diijinkan, sedangkan kendaraan memerlukan torsi tertinggi pada saat mulai bergerak. Selain itu, kendaraan yang berjalan pada jalan yang mendaki memerlukan torsi yang lebih tinggi dibandingkan mobil yang berjalan pada jalan yang mendatar. Kendaraan yang berjalan dengan kecepatan rendah memerlukan torsi yang lebih tinggi dibandingkan kecepatan tinggi. Dengan kondisi operasi yang berbeda-beda tersebut maka diperlukan sistem transmisi agar kebutuhan tenaga dapat dipenuhi oleh mesin.

Tipe

1. Transmisi manual.
2. Transmisi otomatis.
3. Transmisi semi-otomatis

Sistem pembuangan

Pipa pembuangan mobil

Sistem pembuangan adalah saluran untuk membuang sisa hasil pembakaran pada mesin pembakaran dalam. Sistem pembuangan terdiri dari beberapa komponen, minimal terdiri dari satu pipa pembuangan yang di Indonesia dikenal juga sebagai knalpot yang diadopsi dari bahasa Belanda atau saringan suara.

Desain

Desain saluran pembuangan dirancang untuk menyalurkan gas hasil pembakaran mesin ketempat yang aman bagi pengguna mesin. Gas hasil pembakaran umumnya panas, untuk itu saluran pembuangan harus tahan panas dan cepat melepaskan panas. Saluran pembuangan tidak boleh melewati atau berdekatan dengan material yang mudah terbakar atau mudah rusak karena panas. Meskipun tampak sederhana, desain sistem pembuangan cukup berpengaruh terhadap performa mesin.^[1]

Komponen utama

Skema sistem pembuangan : 8 Ruang bakar. 9 Katup buang. 10 Saluran buang. 11 Exhaust manifold. 12 Catalytic converter. 13 Muffler.

Umumnya komponen dalam sistem pembuangan terdiri dari :

• Kepala silinder, dimana pipa pembuangan dimulai, kecuali pada mesin dua langkah dimana saluran pembuangan ditempatkan dibagian bawah dinding silender.
• Exhaust manifold atau exhaust header, dimana pipa dari beberapa ruang bakar/silinder bergabung.
• Catalytic converter untuk menurunkan kadar gas beracun, CO, HC dan NO_x
• Knalpot, pipa untuk mengalirkan gas hasil pembakaran.
• Peredam suara atau disebut juga muffler, yang berfungsi untuk meredam suara. Pada sepeda motor, peredam bunyi ada di dalam knalpot sedangkan pada mobil umumnya terlihat dengan jelas berupa tabung sebelum ujung pipa pembuangan.

Selain itu ada opsional komponen berupa Turbocharger, yang menggunakan tenaga/energi yang masih tersisa untuk memutar turbin agar udara yang akan dimasukkan ke ruang bakar bertekanan sehingga mesin akan menghasilkan tenaga yang lebih besar.

Teknik otomotif

Teknik otomotif adalah salah satu cabang ilmu teknik mesin yang mempelajari tentang bagaimana merancang, membuat dan mengembangkan alat-alat transportasi darat yang menggunakan mesin, terutama sepeda motor, mobil, bis dan truk. Teknik otomotif menggabungkan elemen-elemen pengetahuan mekanika, listrik, elektronik, keselamatan dan lingkungan serta matematika, fisika, kimia, biologi dan manajemen.
Cabang-cabang dari teknik otomotif meliputi :

• Perencanaan (product atau design)
• Pengembangan (development)
• Produksi (manufacturing)
• Perawatan (maintenance)

Di Indonesia saat ini cabang yang sangat berkembang adalah perawatan dan umumnya mengenai perawatan mobil dan sepeda motor.

Sistem dalam otomotif

Dalam teknik otomotif, menguasai sistem-sistem yang ada alat-alat transportasi darat merupakan suatu keharusan. Sistem tersebut terdiri beberapa sistem utama dan puluhan subsistem. Sistem tersebut dapat dikelompokkan :

1. Mesin (engine)
   • Mesin pembakaran dalam (internal combustion engine).
   • Sistem bahan bakar (fuel system).
     • Tangki bahan bakar.
     • Pompa bahan bakar.
     • Karburator atau Sistem injeksi bahan bakar.
   • Sistem pengapian (ignition system).
   • Sistem pemasukan udara dalam ruang bakar (intake system).
   • Sistem pembuangan udara hasil pembakaran (exhaust system).
   • Sistem pendinginan (cooling system).
   • Sistem pelumasan (lubricating system).
2. Pemindah daya (power train).
   • Sistem transmisi (transmission system).
   • Rangkaian penggerak (drive train).
     • Transfer case (untuk penggerak 4 roda)
     • Penggerak akhir (final drive)
     • Roda (wheel)
3. Sistem kemudi (steering system).
4. Sistem suspensi (suspension system).
5. Sistem rem (brake system).
6. Bodi.
7. Sistem listrik (electrical system).

ragam sistem penggerak roda

(30/04/2001) - Serbuan model baru membuat konsumen harus menghadapi banyak pilihan mobil, termasuk teknologi penggerak roda yang digunakan. Bila dulu hanya ada penggerak dua roda (two-wheel drive/2WD), kini ada penggerak empat roda (four-wheel drive/4WD), All-wheel drive dan traksi kontrol. Apa bedanya?

Four-Wheel Drive (4WD) menyalurkan tenaga ke seluruh roda bila diperlukan. Dalam kondisi normal, kendaraan bergerak hanya dengan dua roda (2WD). Hal ini bisa dilakukan berkat perangkat transfer case. Perangkat ini mengunci/memadukan gardan depan maupun belakang. 4WD dilengkapi dengan low-range gear guna menerjang medan off-road seperti kubangan lumpur, bukit terjal atau jurang curam. Pengemudi harus menghentikan kendaraan atau memperlambat sebelum menggeser tuas untuk mengaktifkan/melepaskan low-range gear. Saat ini, ada banyak jenis penggerak model ini.

Tipe 4WD
Produsen-produsen mobil biasanya menggunakan nama masing-masing untuk system penggerak rodanya. Tapi pada dasarnya hanya ada empat tipe:

Part-time 4WD, tipe ini menuntut pengemudi secara manual memindahkan system dari 2WD ke 4WD dengan menggunakan tuas atau tombol. Sekarang ini, kebanyakan proses perpindahan itu dilakukan dalam kondisi berjalan (shift on the fly). Daya mesin dibagi rata 50:50 untuk roda depan dan belakang.

Dalam kondisi normal, system ini bergerak dengan 2WD. Mobil dengan part-time 4WD tidak didisain untuk menggunakan 4WD di jalan kering atau jalan raya, karena akan menyebabkan roda dan system gear cepat aus.

Yang membedakan dengan system lain adalah perangkat low-range gear yang berguna untuk menembus medan off-road terberat. Bila perangkat ini diaktifkan, mobil akan merambat pelan tapi pasti mampu menembus semua rintangan.

Kelebihan system ini: efektif menembus semua rintangan, terutama berkat low-range gear. Kekurangannya: tidak praktis, karena pengemudi harus menukar mode 4WD atau 2WD sesuai kondisi medan. Selain itu, tidak cocok digunakan di jalan aspal.

Sistem ini banyak dipakai pada pickup dan SUV seperti Chevrolet, Mazda, Nissan, Chevrolet Blazer; Jeep Cherokee, Jeep Wrangler; Mitsubishi Montero Sport; Nissan Pathfinder; Toyota 4Runner.

Selectable 4WD, sistem ini memberikan keleluasaan lebih banyak pada pengemudi untuk memilih jenis penggerak rodanya, termasuk 2WD, full-time 4WD, bahkan part-time 4WD guna memberikan traksi maksimal.

Ada yang menyarankan untuk menggunakan full-time 4WD setiap saat. Keuntungannya, pengendalian lebih stabil, sementara bahan bakar tidak terlalu boros. Central differential akan mengatur roda depan dan belakang berputar independen ketika belok. Bila menghadapi medan yang berat, center differential dapat otomatis mengunci, untuk memberikan traksi sehebat part-time 4WD.

Keuntungan system ini: efektif menembus medan lumpur, berkat center differential, juga dapat digunakan pada jalan aspal. Center differential dapat dikunci untuk menambah traksi di medan berat. Sistem ini dilengkapi pula dengan low-range gear.
Kekurangannya: center differential harus diaktifkan atau di non-aktif secara manual. Seringkali mobil masih dalam mode 2WD, justru ketika seharusnya sudah 4WD.
Sistem ini dipakai oleh: Jeep Cherokee, Grand Cherokee; Mitsubishi Montero; Acura SLX; Ford Expedition; Infiniti QX4; Isuzu Trooper.

Permanent 4WD, system ini full-time 4WDcenter differential otomatis mengunci. Jadi pengemudi tidak perlu lagi mengunci secara manual. Sistem ini berfungsi baik di jalan aspal maupun di medan lumpur.

Kelebihan system ini: kemampuan off-roadnya setara dengan part-time 4WD, namun bisa digunakan disemua medan termasuk di jalan aspal. Center differential dapat mengunci secara otomatis untuk meningkatkan traksi. Sistem ini juga memiliki low-range gear. Sayangnya, harganya lebih mahal dari system yang lain.

Mobil-mobil yang menggunakan system ini: Ford Explorer V6; Jeep Grand Cherokee; Range Rover; Lexus LX470; Mercedes-Benz ML320; Mercury Mountaineer V6; Toyota Land Cruiser.

Automatic 4WD. Sistem ini bergerak dengan 2WD, hingga system mendeteksi perlunya menggunakan 4WD. Secara otomatis daya dibagi ke roda depan dan belakang dengan perbandingan sesuai kondisi medan. Pada umumnya system otomatis bekerja bila salah satu ban slip. Yang lebih modern, menggunakan software yang dapat mengubah ke 4WD sebelum roda slip, dengan menganalisa kondisi jalanan.

All-Wheel Drive (AWD) atau full-time 4WD ; mirip 4WD tapi tidak dilengkapi low-range gear dan selalu 4WD, tidak bisa dipindah ke 2WD. Meskipun tidak setangguh 4WD, AWD cukup mampu untuk melibas jalanan pedesaan, off-road ringan dan bukit landai. Pada kenyataannya, ground clearance (jarak terendah antara mobil dan tanah) yang sering menghentikan mobil, daripada ketidakmampuan AWD.

Keuntungan AWD: mudah digunakan, dan seketika mampu menyalurkan power ke roda dengan cengkraman terbaik. Tidak merusak ban atau gear ketika digunakan di jalan aspal. Center differential bisa secara otomatis mengunci atau membuka. Sayangnya, karena tidak memiliki low-range kemampuan off roadnya tidak sehebat 4WD.

Mobil-mobil yang menggunakan system AWD: Audi Quattro; Mitsubishi Eclipse, 3000GT; Mercedes-Benz E320; Subaru; Volvo V70 ; Chrysler Town & Country; Dodge Grand Caravan; Mazda MPV; Honda CR-V; Lexus RX300.

Traksi Kontrol, lebih murah, lebih ringan dan jadi alternatif 4WD ataupun AWD. Kebanyakan dipakai mobil-mobil 2WD untuk memberikan traksi maksimal ke roda. Bila system mendeteksi salah satu roda mengalami slip, maka system otomatis memberikan daya pengereman ke roda itu. Bahkan dalam kondisi tertentu memutus samasekali aliran daya ke roda tersebut. Ini menghentikan roda yang slip dan mengirimkan daya ke roda yang masih memiliki traksi. Tapi bila seluruh roda kehilangan traksi, perangkat ini tak berguna.

Ada beberapa tipe traksi kontrol:

Limited-slip Differential, system ini menyalurkan torsi ke roda yang memiliki traksi terbaik, sekaligus mengurangi pasokan daya ke roda yang tergelincir. Sistem ini bekerja baik pada jalan lurus. Sistem yang lebih modern dapat mengirim tambahan torsi ke roda yang lebih baik traksinya, sebelum roda yang lain tergelincir. Namun bila kedua roda tergelincir, habislah sudah.

Brake System Traction Control . Sistem ini digunakan bersama ABS dan menggunakan perangkat yang sama, namun prinsip kerjanya bertolak belakang. Pada kondisi jalan licin, system akan mengerem roda yang slip. System ini bekerja baik pada saat melaju lurus ataupun di tikungan. Sistem ini tidak mahal dan cukup efektif terutama pada kecepatan rendah. Karena pada kecepatan tinggi, komponen pengerem akan bekerja keras dan cepat aus akibat gesekan dan panas tinggi. Perangkat ini terpasang pada Toyota Camry, Volvo S70 dan Volvo V70.

Untuk kecepatan tinggi, ada All system traction control yang menggunakan ABS dan komputer pengontrol mesin. Prinsip kerjanya, pada saat system pengerem bekerja, komputer mengurangi daya yang dihasilkan mesin atau memindahkan ke gigi transmisi yang lebih tinggi untuk mengurangi wheel spin. Perangkat ini terpasang pada mobil mewah seperti Mercedes-Benz S-Class dan E-Class, BMW Seri 7, Lexus LS400 dan Cadillac DeVille.

Masing-masing system punya kelebihan dan kekurangan. Sistem mana yang anda pilih, tergantung kondisi dimana mobil akan beroperasi dan berapa banyak uang di kantong. Untuk wilayah yang lebih jinak, seperti jalan pedesaan, traksi kontrol ataupun AWD bisa dipilih, meskipun AWD memberikan derajat keselamatan lebih tinggi. Untuk menembus lorong-lorong hutan, padang pasir, jalan berkerikil, AWD cukup efisien. Untuk medan yang lebih ganas, giliran 4WD beraksi.

mengisi air aki

Suatu kali ada perbincangan hangat antara Eggie dan Nico di bengkel langganan mereka. Pembicaraan seputar pro dan kontra mengenai pengisian (menambah) air aki saat mesin panas alias mobil habis dipakai jalan.

Eggie bersikeras bahwa menambah air aki saat mesin panas sebenarnya boleh-boleh saja, namun Nico berpendapat kalau hal itu 'haram' dilakukan.

Menurut Nico, bila melihat kebiasaan dalam melakukan perawatan, mengisi air aki lazim dilakukan saat mesin belum dihidupkan alias masih dingin.

Lantas, sebenarnya mana yang benar karena sepintas terkesan sepele. Menurut Sahrudin selaku technical support dari PT. GS Battery, sebenarnya tidak pernah ada masalah mengisi air aki sekelar mobil dipakai jalan. Dengan kata lain suhu mesin dalam kondisi tinggi (panas).

Hanya saja, perlakuan ini memang sangat jarang dilakukan. "Namanya pengecekan rutin, biasa dilakukan sebelum mobil pertama kali dihidupkan alias saat mesin dingin seperti menambah air radiator, minyak rem dan air aki," jelas Sahrudin.









Kalau pun pengisian air aki setelah mesin hidup dalam waktu lama, lantaran nanti akan timbul kekhawatiran air aki keburu habis di jalan. Kondisi ini bisa terjadi bila pengisian alternator terlalu tinggi atau overcharge yang memang bisa menyebabkan air aki mendidih dan menguap tanpa bekas.

"Bila posisi air aki masih dalam batas normal dalam pengertian tidak di bawah batas low level, pengisian air aki setelah mobil dipakai jalan jelas tidak apa-apa," tutur Sahrudin lagi.

Biasanya terjadi kalau saat pengecekan air aki menuntut penambahan namun di rumah tidak tersedia stok air aki dan harus membeli keluar dengan memakai mobil yang sama.

Namun bila kondisi air aki sudah sangat minim dan sesaat mesin beroperasi levelnya makin turun karena menguap, jelas menjadi masalah.

Pasalnya lempeng timah yang sudah tidak terendam air aki akan lebih cepat rusak. "Ini yang ditakutkan para teknisi karena umur aki dijamin sebentar," ungkap Sahrudin.

Selain itu, penambahan air aki saat mesin masih dalam kondisi dingin bisa memudahkan penakaran air aki dalam batas yang normal (relevan).

Sebab lempengan timah di dalam aki belum 'bekerja' akibat kena sterum dari alternator. Mengisi atau menambah air aki bisa lebih akurat saat pas upper dan lower level.

universal joint

A universal bersama, U sendi, Cardan bersama, Hardy-Spicer sendi, atau sendi Hooke adalah bersama dalam sebuah batang kaku yang memungkinkan batang 'membungkuk' dalam segala arah, dan umumnya digunakan dalam rotary shaft yang mengirimkan gerakan. It consists of a pair of hinges located close together, oriented at 90° to each other, connected by a cross shaft. Terdiri dari sepasang engsel terletak berdekatan, berorientasi pada 90 ° untuk satu sama lain, dihubungkan dengan poros salib.

Jump to: navigation , search Langsung ke: navigasi , cari A universal joint A universal bersama A universal joint , U joint , Cardan joint , Hardy- Spicer joint , or Hooke's joint is a joint in a rigid rod that allows the rod to 'bend' in any direction, and is commonly used in shafts that transmit rotary motion. [hide] 1 History 1 Sejarah 2 Equation of motion 2 Persamaan gerak 3 Double Cardan Shaft 3 Double Cardan Shaft 4 Double Cardan Joint 4 Double Cardan Bersama 5 Thompson Coupling 5 Thompson Coupling 6 See also 6 Lihat pula 7 References 7 Referensi 8 External links 8 Pranala luar

Sejarah

The main concept of the universal joint is based on the design of gimbals , which have been in use since antiquity. Konsep utama sendi universal didasarkan pada desain gimbals, yang telah digunakan sejak jaman dahulu. One anticipation of the universal joint was its use by the Ancient Greeks on ballistae . Salah satu antisipasi bersama yang universal itu yang digunakan oleh orang Yunani Kuno pada busur. The first person known to have suggested its use for transmitting motive power was Gerolamo Cardano , an Italian mathematician, in 1545, although it is unclear whether he produced a working model. Christopher Polhem later reinvented it and it was called "Polhem knot". Orang pertama yang diketahui telah mengusulkan penggunaannya untuk transmisi motif kekuasaan Gerolamo Cardano, seorang matematikawan Italia, tahun 1545, meskipun tidak jelas apakah ia mengeluarkan sebuah model kerja. Christopher Polhem kemudian diciptakan kembali dan itu disebut "Polhem simpul". In Europe, the device is often called the Cardan joint or Cardan shaft . Robert Hooke produced a working universal joint in 1676, giving rise to an alternative name, the Hooke's joint . Di Eropa, perangkat ini sering disebut sendi atau Cardan shaft Cardan. Robert Hooke menghasilkan universal yang bekerja bersama di 1676, sehingga menimbulkan nama alternatif, yang Hooke bersama. Though the first use of the name universal joint is sometimes attributed to American car manufacturer Henry Ford , the term appeared in patent documents as early as 1884 when Charles H. Amidon was awarded United States Letters Patent No. 298,542 for a bit brace. Meskipun penggunaan pertama dari nama sendi universal kadang-kadang dikaitkan dengan produsen mobil Amerika Henry Ford, istilah muncul di dokumen paten sejak 1884 ketika Charles H. Amidon dianugerahi Amerika Serikat Letters Patent No 298.542 untuk sedikit penjepit.

Persamaan gerak

Diagram of variables for the universal joint. Diagram variabel untuk bersama universal. Axle 1 is perpendicular to the red plane and axle 2 is perpendicular to the blue plane at all times. Poros 1 adalah tegak lurus terhadap pesawat merah dan poros 2 adalah tegak lurus terhadap pesawat biru sepanjang waktu. These planes are at an angle β with respect to each other. Pesawat ini adalah pada sudut β terhadap satu sama lain. The angular displacement (rotational position) of each axle is given by γ ₁ and γ ₂ respectively, which are the angles of the unit vectors Perpindahan sudut (rotasi posisi) dari masing-masing poros diberikan oleh ₁ dan γ γ ₂ masing-masing, yang merupakan unit sudut vektor and dan with respect to their initial positions along the x and y axes. sehubungan dengan posisi awal mereka di sepanjang sumbu x dan y. The Itu and dan vectors are fixed by the gimbal connecting the two axles and so are constrained to remain perpendicular to each other at all times. vektor yang ditetapkan oleh gimbal menghubungkan dua as dan begitu juga dibatasi untuk tetap tegak lurus satu sama lain sepanjang waktu.

The Cardan joint suffers from one major problem: even when the drive shaft axle rotates at a constant speed, the driven shaft axle rotates at a variable speed, thus causing vibration and wear. Cardan gabungan yang menderita dari satu masalah besar: bahkan ketika poros kardan as roda berputar pada kecepatan konstan, poros poros yang digerakkan berputar pada kecepatan variabel, sehingga menyebabkan getaran dan memakai. The variation in the speed of the driven shaft depends on the configuration of the joint, which is specified by three variables: Variasi kecepatan poros didorong tergantung pada konfigurasi bersama, yang ditentukan oleh tiga variabel:

• γ ₁ The angle of rotation for axle 1 ₁ γ Sudut rotasi untuk poros 1
• γ ₂ The angle of rotation for axle 2 γ ₂ sudut rotasi untuk as roda 2
• β The bend angle of the joint, or angle of the axles with respect to each other, with zero being parallel or straight through. β sudut yang membengkokkan sendi, atau sudut as dengan menghormati satu sama lain, dengan nol yang sejajar atau lurus lewat.

These variables are illustrated in the diagram on the right. Variabel ini diilustrasikan dalam diagram di sebelah kanan. Also shown are a set of fixed coordinate axes with unit vectors Juga ditampilkan adalah seperangkat tetap sumbu koordinat dengan vektor satuan and dan and the planes of rotation of each axle. dan rotasi pesawat dari masing-masing poros. These planes of rotation are perpendicular to the axes of rotation and do not move as the axles rotate. Rotasi pesawat ini adalah tegak lurus terhadap sumbu rotasi dan tidak bergerak sebagai as roda berputar. The two axles are joined by a gimbal which is not shown. Kedua as roda dihubungkan oleh gimbal yang tidak ditampilkan. However, axle 1 attaches to the gimbal at the red points on the red plane of rotation in the diagram, and axle 2 attaches at the blue points on the blue plane. Namun, poros 1 menempel ke gimbal di titik-titik merah pada rotasi pesawat merah dalam diagram, dan as roda 2 menempel di titik-titik biru di pesawat biru. Coordinate systems fixed with respect to the rotating axles are defined as having their x-axis unit vectors ( Sistem koordinat tetap sehubungan dengan as roda yang berputar didefinisikan sebagai mereka mempunyai sumbu x unit vektor ( and dan ) pointing from the origin towards one of the connection points. ) Menunjuk dari titik asal menuju salah satu titik sambungan. As shown in the diagram, Seperti ditunjukkan dalam diagram, is at angle γ ₁ with respect to its beginning position along the x axis and adalah pada sudut γ ₁ dengan hormat ke posisi awal sepanjang sumbu x dan is at angle γ ₂ with respect to its beginning position along the y axis. adalah pada sudut γ ₂ dengan hormat ke posisi awal sepanjang sumbu-y.
is confined to the "red plane" in the diagram and is related to γ ₁ by: adalah terbatas pada "pesawat merah" dalam diagram dan terkait dengan γ ₁ oleh:

is confined to the "blue plane" in the diagram and is the result of the unit vector on the x axis adalah terbatas pada "pesawat biru" dalam diagram dan merupakan hasil dari vektor satuan pada sumbu x being rotated through Euler angles sedang diputar melalui sudut Euler ]: ]

A constraint on the Sebuah kendala and dan vectors is that since they are fixed in the gimbal, they must remain at right angles to each other: vektor adalah bahwa karena mereka adalah tetap di gimbal, mereka harus tetap tegak lurus satu sama lain:

Thus the equation of motion relating the two angular positions is given by: Dengan demikian persamaan gerak menghubungkan dua posisi sudut diberikan oleh:

The angles γ ₁ and γ ₂ in a rotating joint will be functions of time. Sudut ₁ dan γ γ ₂ dalam gabungan yang berputar akan fungsi dari waktu. Differentiating the equation of motion with respect to time and using the equation of motion itself to eliminate a variable yields the relationship between the angular velocities ω ₁ = d γ ₁ / d t and ω ₂ = d γ ₂ / d t : Membedakan persamaan gerak terhadap waktu dan menggunakan persamaan gerak itu sendiri untuk menghilangkan variabel menghasilkan hubungan antara kecepatan sudut ω ₁ = d γ ₁ / d t dan ω ₂ = d γ ₂ / d t:

Angular (rotational) output shaft speed Sudut (rotasi) poros output kecepatan versus rotation angle versus sudut rotasi for different bend angles untuk berbagai sudut tikungan of the joint joint	Output shaft rotation angle, Output poros rotasi sudut, , versus input shaft rotation angle, , Versus masukan poros rotasi sudut, , for different bend angles, , Untuk berbagai sudut tikungan, , of the joint , Joint

As shown in the plots, the angular velocities are not linearly related, but rather are periodic with a period twice that of the rotating shafts. Seperti ditunjukkan dalam plot, kecepatan sudut yang tidak terkait secara linear, tetapi lebih merupakan periodik dengan periode dua kali lipat dari shaft yang berputar. The angular velocity equation can again be differentiated to get the relation between the angular accelerations a ₁ and a ₂ : Persamaan kecepatan sudut lagi dapat dibedakan untuk mendapatkan hubungan antara percepatan sudut ₁ dan _2:

Double Cardan Shaft

Universal joints in a driveshaft Universal joint di driveshaft

A configuration known as a double Cardan joint drive shaft partially overcomes the problem of jerky rotation. Sebuah konfigurasi dikenal sebagai Cardan ganda bersama sebagian poros kardan mengatasi masalah tersentak-sentak rotasi. This configuration uses two U-joints joined by an intermediate shaft, with the second U-joint phased in relation to the first U-joint to cancel the changing angular velocity. Konfigurasi ini menggunakan dua U-sendi bergabung oleh poros perantara, dengan U-sendi kedua bertahap dalam hubungannya dengan U-sendi pertama untuk membatalkan perubahan kecepatan sudut. In this configuration, the assembly will result in an almost constant velocity, provided both the driving and the driven shaft are parallel and the two universal joints are correctly aligned with each other - usually Dalam konfigurasi ini, dewan akan menghasilkan kecepatan yang hampir konstan, baik yang disediakan mengemudi dan digerakkan poros yang sejajar dan dua universal joint yang benar selaras dengan satu sama lain - biasanya 90°. 90 °. This assembly is commonly employed in rear wheel drive vehicles, where it is known as a drive shaft or propeller (prop) shaft. Majelis ini umumnya bekerja di roda belakang kendaraan, di mana ia dikenal sebagai poros kardan atau baling-baling (prop) poros.
Even when the driving and driven shafts are parallel, if Bahkan ketika mengemudi dan digerakkan poros sejajar, jika " class="tex" src="http://upload.wikimedia.org/math/a/d/c/adc5b8748d05ed786452edf96c06ce57.png"> 0°, oscillating moments are applied to the three shafts as they rotate. 0 °, berosilasi saat diterapkan pada tiga shaft saat mereka berotasi. These tend to bend them in a direction perpendicular to the common plane of the shafts. Ini cenderung menekuk mereka dalam arah tegak lurus terhadap bidang umum shaft. This applies forces to the support bearings and can cause "launch shudder" in rear wheel drive vehicles. ^{[ 1 ]} The intermediate shaft will also maintain a sinusoidal angular velocity, which contributes to vibration and stresses. Hal ini berlaku untuk dukungan pasukan bantalan dan dapat menyebabkan "peluncuran bergidik" di kendaraan roda belakang. ^[1] The menengah poros juga akan memelihara sinusoidal kecepatan sudut, yang memberikan kontribusi untuk getaran dan tekanan.

Double Cardan Bersama

Main article: Constant-velocity joint#Double Cardan Artikel utama: kecepatan konstan-sendi # Double Cardan

A double cardan joint consists of two universal joints mounted back to back, with no intermediate shaft. Bersama cardan ganda terdiri dari dua universal joint dipasang kembali ke belakang, tanpa perantara poros. The second UJ cancels the velocity errors introduced by the single joint, and so they act as a CV joint. UJ kedua membatalkan kesalahan kecepatan diperkenalkan oleh satu sendi, dan sehingga mereka bertindak sebagai gabungan CV.

Thompson Coupling

Main article: Constant-velocity joint#Thompson coupling Artikel utama: kecepatan konstan-sendi # Thompson coupling

A Thompson Coupling is a refined version of the double Cardan joint. Sebuah Thompson Coupling adalah versi halus Cardan ganda bersama. It offers slightly increased efficiency with the penalty of some increase in complexity. Menawarkan sedikit peningkatan efisiensi dengan hukuman beberapa peningkatan kompleksitas.