M2 Power Train [PDF]

Citation preview

POWER TRAIN



Generic Training



POWER TRAIN BAB. 1 PENGANTAR SISTEM POWER FLOW Power flow yang juga disebut power train atau drive train mencakup semua komponen yang menyalurkan torque dari engine ke roda-roda atau track penggerak kendaraan atau alat. Susunan sistem power flow yang digunakan untuk drive roda/track depan atau roda/track belakang berbedabeda. Untuk drive roda depan atau belakang, komponen-komponen sistem menyalurkan gerakan ke roda depan atau belakang melalui clutch, transmisi, namun juga memiliki sebuah converter sebagai ganti clutch. Torque dari engine bisa disalurkan menuju roda-roda atau track penggerak, bisa hanya pada roda belakang saja, roda-roda depan saja atau semua roda. Hal ini disebut konfigurasi power train. Dalam operasinya tenaga menyalurkan torque ke roda-roda atau track penggerak dengan cara: 1. Sistem power flow mekanis 2. Sistem power flow mekanis hidrolik 3. Sistem power flow hidrolik penuh



1. Sistem Power Flow Mekanis Sistem ini menggunakan komponen mekanis dan tenaga mekanis untuk menyalurkan torque dari engine ke roda dan trak penggerak dengan susunan yang menggunakan penggerak roda/ track belakang dan depan.



Maintenance Training & Development



1



Generic Training



POWER TRAIN



Kebanyakan kendaraan atau alat menggunakan sistem ini misalnya Kendaraan ringan KPC (Daihatsu Rocky, Toyota Kijang, Toyota lnad Cruiser, Suzuki, Truk Nissan, Truk Ringan Volvo) dan kendaraan atau alat keluaran belakangan ini.



Gambar susunan dari kendaraan berpenggerak roda belakang



Gambar susunan dari kendaraan berpenggerak roda belakang



2



Maintenance Training & Development



POWER TRAIN



Generic Training



2. Sistem Power Flow Mekanis Hidrolik Sistem ini menggunakan komponen mekanis dan dikombinasikan dengan tenaga hidrolik untuk menyalurkan torque dari engine ke roda/track penggerak. Kebanyakan kendaraan atau alat modern menggunakan sistem ini, misalnya DJB 300, Truk Cat D350 articulated, 777B, 785A, B, 789, Truk Kom HD785 dan sebagainya.



3. Sistem Power Flow Hidrolik Penuh Sistem ini menggunakan sistem hidrolik penuh untuk menyalurkan torque dari engine ke roda/ track penggerak. Kendaraan dan alat yang modern menggunakan sistem ini misalnya Escavator modern,Shovel dan alat bor tambang (DM50, D25K, D50K, GEMCO)



Maintenance Training & Development



3



Generic Training



POWER TRAIN



4. KOMPONEN UTAMA DAN KONFIGURASI POWER TRAIN Komponen utama power flow atau sistem power train adalah satu rangkaian komponen yang menyalurkan torque dari engine ke roda atau track penggerak. Komponen utama ketiga jenis sistem power flow relatif sama. Perbedaan pada ketiga jenis tersebut terletak pada susunan komponen mekanis dan tenaga yang diterapkan pada serangkaian komponen power flow tersebut.



4.1.



Komponen Utama Power Train



Satu rangkaian komponen sistem power flow dan fungsinya terdiri dari lima komponen utama: 1. Clutch, Fluid Coupling dan Torque Converter 2. Transmisi 3. Drive Line atau Drive Shaft 4. Differential 5. Final Drive



4



Maintenance Training & Development



POWER TRAIN



4.2.



Generic Training



Komponen Utama Power Train dan Fungsinya







4.2.1. Clutch dan Fluid Couplin Clutch



Clutch adalah kopling jenis friksi yang memungkinkan engine dihubungkan atau diputuskan dengan transmisi. Penghubungan atau pemutusan engine dengan transmisi tersebut terjadi secara mekanis melalui friksi.



Maintenance Training & Development



5



Generic Training



POWER TRAIN



Fluid coupling



Fluid coupling mempunyai fungsi yang sama dengan clutch namun bekerja dengan tenaga hidrolik dengan sirkulasi cairan. Jenis fluid coupling yang paling umum digunakan adalah yang disebut torque converter.



Torque Converter



6



Maintenance Training & Development



POWER TRAIN



4.3.



Generic Training



Transmisi



Transmisi biasanya disebut gearbox, berisi sejumlah gear dan shaft dalam berbagai rasio perpindahan gear supaya engine torque bisa divariasi sesuai kondisi beban. Gearbox juga memungkinkan dilakukan pemilihan atas rasio kecepatan perpindahan untuk berbagai kecepatan berjalan dan memungkinkan kendaraan bergerak maju dan mundur. Jenis-jenis transmisi yang umum adalah :



$$



Transmisi mekanis



$$



Transmisi Powershift



Metode yang digunakan untuk membuat variasi pilihan torque dan kecepatan adalah:



$$



Secara manual



$$



Secara otomatis



Maintenance Training & Development



7



Generic Training



POWER TRAIN



4.3.1. Secara Manual



Transmission Manual Pemilihan rasio gear perpindahan atau kecepatan transmisi dilakukan oleh pengemudi dengan cara menggerakkan tuas penggerak gigi atau transmisi.



4.3.2. Secara Otomatis



Transmission Power Shift



8



Maintenance Training & Development



POWER TRAIN



Generic Training



Pemilihan rasio transmisi terjadi secara otomatis tanpa bantuan pengemudi, kendaraan akan mulai bergerak dengan gigi pertama. Perpindahan gigi dari yang pertama ke gigi yang lebih tinggi atau dari gigi yang tinggi ke gigi yang lebih rendah akan terjadi secara otomatis karena beban. Salah satu jenis transmisi lain adalah transmisi hidrostatis yang menggunakan cairan bertekenan untuk menyalurkan tenaga engine ke roda-roda atau track penggerak.



4.4.



Drive Line Drive line juga disebut drive shaft. Drive line adalah sebuah hubungan mekanis antara transmisi dan rangkaian differential dan biasanya terdiri dari propeller shaft, slip joint dan universal joint. Universal joint dan sliding spline memungkinkan shaft mengubah panjangnya dan juga berbelok sehingga bisa menyesuaikan gerakan rearaxle dan suspensi.



Driveline



4.5.



Rangkaian Drive Axle



Rear Axle Rangkaian drive axle terdiri dari bevel gearing, sebuah differential dan sebuah final drive.



Maintenance Training & Development



9



Generic Training



POWER TRAIN



Catatan: tidak semua rangkaian drive mempunyai semua komponen tersebut. Bevel gear berfungsi mengubah drive sebesar 90 derajat. Fungsi differential adalah memungkinkan roda kendaraan berjalan dengan kecepatan yang berbeda-beda sewaktu berbelok namun tetap menerima torque yang sama besar.



10



Maintenance Training & Development



POWER TRAIN



4.6.



Generic Training



Final Drive



Final drive adalah komponen terakhir pada power train yang paling akhir mengurangi kecepatan dan menambah torque pada roda-roda penggerak. Final drive pada kebanyakan kendaraan adalah bevel gearing dalam rangkaian drive axle.



Final Drive Gear



Final Drive



Maintenance Training & Development



11



Generic Training



POWER TRAIN



5. Konfigurasi Power Train Pengantar



Sistem power train yang dijelaskan dalam bab 1 adalah dasar dari sebuah, sistem namun bisa beragam sesuai dengan jenis kendaraannya. Kebanyakan kendaraan pendukung tambang mempunyai power train yang beragam namun tetap berdasarkan pada sistem yang telah dijelaskan tersebut. Diagram dan gambar-gambar berikut ini memperlihatkan tata letak power train yang akan dijumpai dalam mine workshop. Perhatikan dengan seksama diagram dan gambar tersebut sehingga Anda bisa mengingatnya kembali nanti.



5.1.



Konfigurasi 4 x 2



Konfigurasi 4 X 2 untuk Light Vehicle



12



Maintenance Training & Development



POWER TRAIN



Generic Training



Konfigurasi 4 X 2 untuk Haul Truck Power train digambarkan dengan cara jumlah roda yang dimiliki kendaraan dan jumlah roda-roda penggerak. Misalnya sebuah kendaraan disebut 4x2 (empat kali dua) berarti kendaraan tersebut memiliki empat roda, dua di antaranya adalah roda penggerak atau dua di antaranya adalah roda yang digerakkan. Catatan: Bila sebuah truk atau bis mempunyai roda belakang dobel (gabungan) sebagai roda penggerak, kendaraan tersebut masih disebut 4x2.



5.2.



Konfigurasi 4x4



Konfigurasi 4 X 4 untuk LV & LT Maintenance Training & Development



13



Generic Training



POWER TRAIN



Konfigurasi 4 X 4 untuk Heavy Equipment.



Bila sebuah kendaraan memiliki empat roda dan semuanya bisa menjadi roda penggerak, kendaraan tersebut disebut 4x4. Kendaraan kecil yang termasuk dalam jenis ini biasanya disebut “four wheel drives”, misalnya Rocky. Pada kendaraan jenis itu sebuah transfer case diletakkan di antara transmisi dan drive line. Dengan demikian pengemudi bisa memilih dua roda penggerak (two wheel drive) atau empat roda penggerak (four wheel drive).



5.3.



Konfigurasi Alat Berat Jenis Roda



Konfigurasi alat berat jenis roda



14



Maintenance Training & Development



POWER TRAIN



Generic Training



Anda akan mengetahui bahwa final drive pada alat berat mungkin dimasukkan di antara differensial dan roda. Cara tersebut merupakan cara lain gear reduction yang dimaksudkan untuk mengurangi torque yang disalurkan ke roda-roda penggerak sehingga mesin semakin bertenaga.



5.4.



Konfigurasi Alat Berat Jenis Track



Kendaraan jenis track memperlihatkan beberapa perbedaan lagi. Mekanisme pengemudian mampu mengubah kecepatan sedemikian rupa sehingga gerakan track dilakukan oleh sistem rem dan clutch. Dengan demikian cog menggerakkan track hingga menjadi pelan dan kemudian membelokkan kendaraan. Hasilnya adalah kendaraan bisa dikendalikan.



Maintenance Training & Development



15



Generic Training



POWER TRAIN



Kendaraan jenis track lainnya seperti dozer dan excavator tidak memiliki drive line namun memiliki selang-selang hidrolik. Engine akan menggerakkan pompa yang akan memompakan cairan bertekanan ke dalam sebuah motor hidrolik yang kemudian menggerakkan final drive. Sistem yang demikian mengurangi kebutuhan akan drive line yang rumit karena semua penyaluran energi dilakukan dengan sistem hidrolik. Perhatikan dengan seksama konfigurasi pada halaman-halaman berikut ini yang memperlihatkan beberapa jenis konfigurasi yang digunakan pada alat atau kendaraan pendukung pekerjaan tambang. Catatlah pada lembar laporan di bawah ini kendaraan yang sudah Anda periksa dan catatlah jenis konfigurasi power flow. Mulailah dengan kendaraan-kendaraan yang ada di Training W orkshop kemudian trainer akan mengatur supaya Anda boleh mengunjungi main workshop. Cobalah untuk memeriksa paling tidak 20 kendaraan yang berbeda-beda. Lihatlah kembali tabel Anda dan perhatikan berapa banyak jenis kendaraan yang memiliki konfigurasi yang sama.



16



Maintenance Training & Development



POWER TRAIN



Maintenance Training & Development



Generic Training



17



Generic Training



18



POWER TRAIN



Maintenance Training & Development



POWER TRAIN



Generic Training



BAB 2 CLUTCH 1.1. Pengantar Clutch adalah alat yang digunakan untuk memasang (menyambung) dan melepaskan (memutus) satu bagian mekanik dari bagian lainnya Dalam sebuah kendaraan bermotor dengan sebuah transmisi manual atau manual transaxle, clutch digunakan oleh pengemudi untuk menyambung dan memutus engine dari transmisi. Transmisi otomatis juga mempunyai clutch namun clutch tersebut disambung dan diputus secara otomatis. Clutch yang dijelaskan dalam topik ini adalah clutch yang digunakan pada kendaraan penumpang dan kendaraan ringan yang mempunyai transmisi atau transaxle.



1.2. Kegunaan Clutch Internal combustion engine membutuhkan clutch karena engine tersebut dihidupkan dan dijalankan dengan kecepatan tertentu sebelum beban bisa diterapkan. Clutch mempunyai fungsi-fungsi seperti berikut ini: 1.



Dengan stationeri kendaraan, clutch digunakan untuk memutuskan engine dari







transmisi sehingga bisa dipilih gigi rendah, atau mundur.



2.



Clutch memungkinkan beban diterapkan terhadap engine secara bertahap ketika







clutch digunakan sehingga kendaraan bisa berjalan secara mantap.



3.



Ketika kendaraan berjalan maju, clutch diputuskan dan disambungkan oleh







pengemudi ketika akan berpindah gigi persneling.



4.



Selain beroperasi secara lembut, clutch harus mencengkeram dengan kuat ketika







digunakan, karena semua torque dari engine disalurkan ke dalam transmisi melalui







clutch.



Maintenance Training & Development



19



Generic Training



POWER TRAIN



1.3. Jenis-jenis clutch Ada berbagai jenis clutch antara lain cone clutch, dog clutch, wet clutch dan dry clutch. Semua jenis tersebut digunakan dalam otomotif dalam berbagai bentuk, namun single-disc clutch merupakan jenis yang digunakan untuk clutch transmisi dalam sebagian besar kendaraan bermotor. Ada dua jenis clutch: I. Single-disc (single plate) clutch bisa dilihat dalam gambar di bawah ini.



Clutch single disc



2. Multiple clutch, seperti namanya, clutch ini mempunyai dua atau lebih plat. Clutch jenis ini digunakan dalam transmisi otomatis, sepeda motor dan alat mekanis berat. Perlu diketahui bahwa istilah disc dan plat adalah istilah yang digunakan bergantian dan sering dipakai.



20



Maintenance Training & Development



POWER TRAIN



Generic Training



Clutch double disc



■



Clutch yang digunakan dengan transmisi manual bekerja secara kering tanpa







pelumasan pada permukaannya.



■



Clutch pada transmisi otomatis bekerja secara basah dan terletak di dalam







transmision case dan diberi pelumas dengan cairan transmisi otomatis.



Clutch untuk kendaraan berat mungkin mempunyai dua plat clutch atau piringan untuk menghasilkan torque yang harus disalurkan dengan clutch. Sistem ini disebut dual-disc clutch.



Maintenance Training & Development



21



Generic Training



POWER TRAIN



1.4. Rangkaian clutch Rangkaian single-disc clutch atau multy-disc-clutch terdiri dari beberapa komponen utama, yaitu: 1.



Permukaan Flywheel bagian yang memutar P. 2. Clutch disc-bagian yang diputar



3.



Rangkaian pressure plate-juga merupakan bagian yang memutar



4.



Mekanisme pelepas - memutus dan menyambung clutch



5.



Clutch control



Selain hal tersebut terdapat juga clutch control antara pedal clutch dan mekanisme pelepas. Fungsi-fungsi komponen tersebut adalah sebagai berikut:



Komponen-komponen clutch termasuk release mechanisme.



22



Maintenance Training & Development



POWER TRAIN



Generic Training



1.4.1. Permukaan Flywheel Bagian belakang flywheel memiliki sebuah permukaan tempat rangkaian pressure plate dipasang. Flywheel menyediakan permukaan datar untuk clutch disc yang disangga oleh pressure plate. Beberapa jenis flywheel berbentuk datar, jenis lainnya berbentuk cekung sehingga clutch ditempatkan ke dalam flywheel bukan di permukaan flywheel



Flywheel



1.4.2. Clutch Disc



Clutch disc



Maintenance Training & Development



23



Generic Training



POWER TRAIN



Clutch disc di-splin pada transmisi input shaft sehingga mampu meneruskan torque dari engine ke transmisi ketika clutch digunakan, namun akan tetap tinggal diam sehingga tidak terjadi torque ketika clutch tidak digunakan. Clutch ditahan oleh permukaan flywheel dan pressure plate dengan tenaga per. Disc mempunyai permukaan yang terbuat dari bahan asbes sehingga bisa menimbulkan efek gesek yang sangat besar di antara permukaan flywheel dan pressure plate. Oleh karena hal itulah jenis clutch ini kadang-kadang disebut sebagai friction clutc dan disc-nya disebut friction disc. Hub disc yang di-splin tidak dipasang langsung pada disc itu sendiri namun dipasang pada sebuah flange yang dihubungkan ke disc dengan sejumlah per koil berat. Per-per koil tersebut berfungsi sebagai alat peredam antara disc dan hub untuk meredam getaran torsional engine.



24



Maintenance Training & Development



POWER TRAIN



Generic Training



1.5. Komponen-komponen Clutch Disc 1.5.1. Clutch Bearing Terdapat dua bearing yang berhubungan dengan clutch: clutch release bearing dan clutch pilot bearing.



1.5.2. Clutch Release Bearing



Release Bearing Clutch release bearing adalah bearing jenis thrust. Bearing carrier,dalam banyak hal, mempunyai alur untuk clutch release fork. Clutch release bearing dipak dengan pelumas sewaktu dibuat dan biasanya tidak bisa dilumasi sewaktu diservis. Bearing yang tampak dalam foto adalah angular-contact bearing yang dirancang untuk menahan beban aksial namun yang juga menerima beberapa beban radial.



Maintenance Training & Development



25



Generic Training



POWER TRAIN



1.5.3. Clutch Pilot Bearing



Pilot Bearing Transmission input shaft, kadang-kadang disebut clutch shaft karena membawa clutch disc, mempunyai spline tempat dipasangnya clutch disc. Input shaft disangga oleh sebuah bearing & dalam transmision housing namun bagian ujung luarnya ditahan dalam sebuah bearing kecil di bagian ujung crankshaft. Bearing ini dikenal dengan pilot bearing dan ujung kecil shaft yang masuk ke dalam bearing disebut spigot. Dalam gambar di bawah ini terlihat rangkaian clutch dalam gambar potongan yang memperlihatkan bagian-bagiannya termasuk pilot bearing yang tampak seperti ball race kecil. Transmisi untuk kendaraan dengan penggerak roda belakang memerlukan pilot bearing untuk menahan ujung shaft dan membantu menahan berat clutch disc. Meskipun demikian semua transaxle tidak memiliki pilot bearing. Transaxle mempunyai input shaft yang tertahan dengan lebih kuat di dalam transaxle housing dan dengan demikian tidak diperlukan pilot bearing. Ball bearing, roller dan bronze bush semuanya digunakan untuk pilot bearing. Ball bearing diberi seal satu atau dua sisinya dan dilumasi sewaktu dibuat di pabrik. Bronze bush biasanya dibuat dari sintered bronze dengan self lubricating dan juga cukup memiliki pori-pori untuk menahan cairan pelumas.



26



Maintenance Training & Development



Generic Training



POWER TRAIN



1.6. Pressure Plate 1.6.1. Rangkaian Pressure Plate Rangkaian pressure plate memiliki spring loaded pressure plate yang menahan clutch disc dengan kuat pada flywheel. Ada dua jenis pressure plate: pressure plate dengan per diafragma dan pressure plate dengan coil



spring.



Keduanya



berfungsi



sama.



Release lever atau finger memungkinkan tenaga per dilepaskan ketika clutch tidak digunakan.



Pressure Plate



1.6.2. Diaphragm Spring clutch Rangkaian diaphragm spring clutch bersama dengan disc-nya terlihat dalam gambar di bawah. Rangkaian tersebut terdiri dari cover, diaphragm spring dan tiga tali strap atau retracting spring. Pressure plate jenis ini biasanya tidak dibongkar dan dibuat sebagai satu kesatuan



Rangkaian diaphragm spring clutch Maintenance Training & Development



27



Generic Training



POWER TRAIN



Pada gambar di atas ini, konstruksi clutch sangat jelas terlihat. Diaphragm terletak di antara dua pivot ring. Diaprhagm adalah spring baja yang berbentuk piringan yang sedikit berbentuk kerucut. Benda tersebut dibuat sedemikian rupa sehingga berbentuk sejumlah jari. Benda tersebut tidak hanya merupakan tenaga per bagi pressure plate namun jari-jarinya berfungsi sebagai bagian dari mekanisme pelepasannya.



1.6.3. Ciri-ciri Diaphragm Clutch Diaphragm clutch adalah jenis clutch yang digunakan pada mobil penumpang atau kendaraan ringan pada umumnya. Salah satu ciri clutch jenis ini adalah bahwa gerakan per dari diafragma tersebut sebenarnya lebih mudah ketika finger ditekan. Dengan cara ini pengemudi merasakan clutch yang sangat empuk dan mudah dioperasikan. Clutch dengan coil cpring (lihat judul berikutnya) memiliki efek yang berlawanan karena daya tahan spring bertambah ketika ditekan. Maka pedal clutch terasa ‘keras’ sehingga sering kali dipasang lagi spring bantuan pada clutch pedal sehingga clutch lebih ringan diinjak.



1.6.4. Coil Spring Clutch Coil spring clutch menggunakan sejumlah coil spring di antara pressure plate cover dan pressure plate untuk menahan pressure plate pada clutch disc. Sebuah rangkaian pressure plate jenis ini diperlihatkan dalam diagram di bawah. Rangkaian tersebut terdiri dari bagian-bagian



28



Maintenance Training & Development



POWER TRAIN



Generic Training



seperti berikut: I.



Pressure plate. Bagian yang terbuat dari besi cetak ini mempunyai boss untuk coil







spring dan driving lug yang masuk dengan tepat ke dalam lubang-lubang pada cover.



2.



Coil spring. Mungkin ada clutch yang terdiri dari tiga sampai duabelas coil spring







tergantung pada jenis penggunaan clutch. Dalam gambar hanya tampak satu spring







saja.



3.



Cover. Cover menahan spring terhadap pressure plate. Cover terbuat dari baja pres







dan mempunyai sebuah flange yang memungkinkan rangkaian pressure plate







dipasang dengan baut pada flywheel.



4.



Mekanisme operasi. Mekanisme ini terdiri dari release lever, spring, baut, strut dan







pin. Bagian-bagian tersebut berjumlah tiga namun yang tampak dalam gambar







hanya satu.



Maintenance Training & Development



29



Generic Training



POWER TRAIN



1.7. Dasar Operasi Rangkaian Pressure Plate Operasi rangkaian pressure plate adalah sebagai berikut. Ketika clutch dioperasikan dengan cara menginjak pedal clutch, release lever digerakkan masuk oleh release bearing. Gerakan itu menyebabkan release lever berputar pada pin sebagai engsel dan menarik strut. Strut menekan penahan-penahannya di bawah driving lug pressure plate untuk menekan spring dan menggerakkan pressure plate menjauh dari clutch disc sehingga plate terlepas.



1.7.1. Mekanisme Pelepasan Mekanisme pelepas terdiri dari releasefork juga disebut release lever yang berputar pada sebuah ball stud ketika clutch dioperasikan. Ujung tuas yang berbentuk garpu membawa release bearing yang bekerja menahan finger pada pressure plate. Release bearing dipasang pada sebuah hub yang bisa bergeser-geser pada sebuah sleeve di depan transmisi.



30



Maintenance Training & Development



POWER TRAIN



Generic Training



Ketika clutch dilepaskan release fork berputar pada ball stud yang terdapat pada clutch housing. Release bearing menekan finger ke bawah untuk melepas disc.



Mekanisme Pelepasan Clutch Ketika clutch dioperasikan, diaphragm spring menahan pressure plate kuat-kuat pada disc sehingga bisa menyalurkan torque dari engine ke transmisi.



1.7.2. Mekanisme Pelepasan Lain Masih ada beberapa susunan mekanisme pelepasan. Salah satunya diperlihatkan dalam gambar dihalaman berikut. Mekanisme itu mempunyai shaft yang dipasang dalam bushing di dalam flywheel housing. Shaft tersebut menggerakkan release fork sehingg clutch release bearing bisa bekerja. Sebuah return spring dipasang pada shaft tersebut untuk menahan supaya release bearing tetap jauh dari finger diaphragm ketika clutch tidak digunakan.



Maintenance Training & Development



31



Generic Training



POWER TRAIN



1.8. Clutch Control Ada dua jenis clutch control yang digunakan untuk menyalurkan gerakan dari pedal clutch ke clutch release fork. 1.



Mechanical clutch controls



2.



Hydraulic clutch controls



1.8.1. Mechanical Clutch control Clutch dikendalikan dari pedal clutch pengemudi dengan control cable atau dengan control linkage. Apapun sistem kontrolnya, tujuan utamanya adalah menyalurkan gerakan dari pedal ke release fork. Ketika pengemudi menginjak pedal clutch, spring menekan pressure plate sehingga terlepas dan clutch dis-engaged. Ketika pedal clutch dikembalikan ke posisi normal, spring sekali lagi menekan pressure plate dan clutch engaged kembali.



32



Maintenance Training & Development



POWER TRAIN



1.8.1.1.



Generic Training



Control Cable



Gambar berikut menggambarkan bagaimana clutch control yang dioperasikan dengan kabel untuk kendaraan dengan penggerak roda depan.



Control Cable Control cable menghubungkan ujung atas clutch pedal dan sebuah tuas luar pada bagian atas clutch housing. Tuas ini, pada gilirannya, dihubungkan dengan sebuah shaft vertikal yang dipasang untuk melepaskan fork di dalam clutch housing. Kabel tersebut dilengkapi dengan sebuah penyetel di bagian ujungnya. Release fork mempunyai release bearing yang masuk ke dalam diaphragm finger ketika clutch dioperasikan. Penyetel kabel memungkinkan dilakukan sejumlah penyetelan gerak bebas, sehingga release bearing tidak terus menerus bersentuhan dengan diaphragm finger.



Maintenance Training & Development



33



Generic Training



1.8.1.2.



POWER TRAIN



Clutch Linkage Linkage bekerja dengan cara yang sama dengan control cable. Pada kendaraan penumpang, linkage diganti dengan kabel karena fleksibilitas-nya yang lebih besar. Fleksibilitas kabel akan menghilangkan goncangan dari engine dan bukan menyalurkannya seperti yang mungkin terjadi pada linkage, berarti linkage kurang fleksibel. Demikian juga dari segi bentuknya, kabel lebih mudah dipasang pada kendaraan.



1.8.1.3.



34



Hydraulic Clutch Control



Maintenance Training & Development



POWER TRAIN



Generic Training



Hydraulically controlled clutch Gambar diatas memperlihatkan komponen-komponen sebuah clutch control yang digerakkan dengan tenaga hidrolik. Susunannya terdiri dari sebuah master cylinder yang digerakkan oleh pedal clutch, dengan sebuah pipa hidrolik dan hose yang fleksibel yang menghubungkannya dengan sebuah slave cylinder yang dipasang pada clutch housing. Clutch release fork digerakkan Gerakan pedal clutch yang dilakukan pengemudi menyebabkan cairan hidrolik dipindahkan oleh master cylinder piston masuk ke dalam slave cylinder. Hal tersebut menyebabkan slave cylinder piston bergerak di dalam bore. Gerakan tersebut kemudian disalurkan oleh sebuah pushrod ke clutch release fork untuk menggerakkan clutch mechanism sehingga clutch terlepas.



1.8.1.4.



Master Cylinder



Komponen Master Cylinder Gambar di atas ini memperlihatkan bagian-bagian pada sebuah master cylinder pada jenis centre valve. Disebut demikian karena bentuk khusus valve-nya. Piston dipasang dengan sebuah primary seal dan secondary seal. Rangkaian valve terdiri dari sebuah seal yang dipasang pada ujung-nya.



Maintenance Training & Development



35



Generic Training



POWER TRAIN



Gambar di bawah ini adalah salah satu gambar potongan sebuah master cylinder. Gambar tersebut memperlihatkan letak piston dan bagian-bagian terkait lainnya di dalam cylinder bore dan menunjukkan dua fluid port: inlet port pada bagian ujung silinder dan outlet port yang terletak pada bagian atas master cylinder.



1.8.1.5.



Slave Cylinder



Slave cylinder adalah silinder yang dibuat lebih sederhana daripada master cylinder.Sewaktu pedal clutch diinjak , slave cylinder piston tertekan masuk di sepanjang bore. Gerakan piston tersebut disalurkan melalui pushrod menuju ujung clutch release untuk menggerakkan clutch. Sebuah slave cylinder dan komponen-komponennya diperlihatkan di atas ini.



36



Maintenance Training & Development



POWER TRAIN



1.8.1.6.



Generic Training



Variasi bentuk master cylinder



Ada banyak variasi komponen-komponen seperti yang terlihat dalam gambar, meskipun demikian master cylinder jenis centre valve banyak digunakan dalam sistem hidrolik clutch. Diagram di bawah ini memperlihatkan salah satu jenis silinder yang mempunyai rangkaian piston sedikit berbeda dengan silinder yang diperlihatkan sebelumnya. Reservoir, yang dipasang pada silinder dengan sebuah baut, terbuat dari bahan-bahan yang tembus pandang sehingga ketinggian cairan mudah diperiksa. Pada beberapa jenis kendaraan ringan, reservoir berada jauh dari master cylinder dan dihubungkan dengan selang yang fleksibel. Pushrod dan clevis yang menghubungkan rod dengan clutch pedal juga tampak dalam gambar tersebut. Clevis dihubungan dengan kawat ke pushroad dan dengan demikian bisa disesuaikan dengan panjang rod.



Maintenance Training & Development



37



Generic Training







POWER TRAIN



BAB 3 FLUID COUPLING & TORQUE CONVERTER



Pengantar



Sebuah transmisi powershift atau otomatis mengerjakan semua jenis operasi clutch dan gearshift yang biasanya dilakukan pengemudi kendaraan dengan transmisi manual. Transmisi tersebut memiliki sebuah fluid coupling atau torque converter yang bertindak sebagai fluid coupling. Topik ini akan membahas sebuah pengantar mengenai fluid coupling dan torque converter. Ada dua jenis hydraulic coupling: yang menyalurkan torque, dan yang tidak hanya menyalurkan torque, namun juga meningkatkan torque. Jenis yang kedua disebut juga torque converter.



Transmission Otomatis.



38



Maintenance Training & Development



POWER TRAIN



Generic Training



2. Fluid Coupling Sebuah2fluid coupling sederhana bisa terbuat dari dua kipas listrik seperti ditunjukkan diagram di bawah ini. Udara dari salah satu kipas yang diberi tenaga akan memutar balingbaling pada kipas yang satu yang tidak diberi tenaga berputar. Dalam hal ini, udara tersebut bukan berupa cairan dan karena kipas-kipas tersebut tidak berada dalam satu ruangan, banyak udara yang terbuang dan coupling tersebut tidak efisien.



Fluid coupling yang sederhana digambarkan dengan dua kipas angin (fan) Fluid coupling lebih efisien daripada fan coupling yang sederhana. Coupling jenis ini memiliki dua bagian vane atau baling-baling. Kedua bagian tersebut dipasang saling berdekatan di dalam sebuah housing dan sebagian diisi dengan oli, yaitu cairan coupling. Satu bagian berfungsi sebagai pemutar (driving member) lainnya berfungsi sebagai yang diputar (driven member).



Maintenance Training & Development



39



Generic Training



POWER TRAIN



Fluid Coupling Pada waktu driving pada fluid coupling berputar, dia melemparkan oli ke driven sehingga berputar. Dengan demikian, torque disalurkan melalui coupling. Meskipun demikian coupling jenis ini kurang efektif karena menimbulkan terlalu banyak turbolensi di dalam oli sehingga cenderung melawan perputaran driven . ke driven memantul kembali menuju driving dan melawan arah perputaran. Bila perbedaan kecepatan antara kedua tersebut sangat besar sebagian besar driving torque dipakai hanya untuk mengatasi hal itu sehingga torque menurun. Pada



sebuah



torque



converter



yang



mempunyai sebuah bagian tambahan, torque tidak berkurang, sebaliknya torque malah bertambah. Pada



sebuah



torque



converter



yang



mempunyai sebuah bagian tambahan, torque tidak berkurang, sebaliknya torque malah bertambah.



40



Maintenance Training & Development



POWER TRAIN



Generic Training



3. Torque Converter 3.1.



Konstruksi Torque Converter



Torque Converter Gambar di atas ini memperlihatkan sebuah torque converter. Tampak sebuah housing dari baja pres dilaskan pada cover bagian depan. Housing tersebut dibuat sebagai sebuah rangkaian yang dirancang bukan untuk dilepaskan, kecuali dengan fasilitas tertentu, sebuah torque converter bisa dibuka untuk diperbaiki. Penutup mempunyai tiga atau empat bos, atau bagian yang menonjol naik (yang dilekatkan ke drive plate dengan baut, yang kemudian dikencangkan dengan baut atau splin ke fywheel. Pada waktu engine hidup torque



converter berputar dengan crankshaft. Engine tidak



mempunyai sebuah fywheel yang umumnya dipakai, namun memiliki drive plate atau spline dan juga torque converter.



Maintenance Training & Development



41



Generic Training



POWER TRAIN



Drive plate dari torque converter



Flywheel



42



Maintenance Training & Development



POWER TRAIN



Generic Training



Torque converter merupakan sebuah hydraulic coupling jenis khusus yang mempunyai tiga bagian dan fungsi yaitu: 1.



Impeller. Bagian ini adalah driving member yang diputar oleh engine



2.



Turbine. Bagian ini adalah driven member yang yang digerakkan oleh cairan dari







impelller. Driven dipasang pada input shaft transmisi.



3.



Stator. Bagian ini dipasang pada stationary shaft sehingga oli dari turbin sebagian bisa kembali lagi ke impeller dan sebagian ke dalam oil cooler atau tangki oli.



Bagian-bagian torque converter



Ketiga bagian utama tersebut terletak di dalam converter housing dan cover. Converter beroperasisepenuhnya dengan oli.



Maintenance Training & Development



43



Generic Training



POWER TRAIN



Bagian-bagian converter yang terlihat adalah dalam bentuk-bentuknya yang sederhana. 1.



Gambar tersebut memperlihatkan impeller yang memiliki baling-baling yang ada



pada bagian dalam converter housing. Pada waktu impeller berputar, oli terlempar ke arah luar karena baling-baling tersebut. Impeller kadang-kadang disebut pompa karena gerakan memompa yang dilakukannya. 2.



Gambar tersebut memperlihatkan turbin dan impeller. Turbin dihubungkan dengan



input shaft pada gear section transmisi. Turbin digerakkan oleh cairan dari impeller. Cairan itu menghantam baling-baling turbin dan kemudian mengalir ke dalam menuju bagian dalam converter. 3.



Gambar tersebut memperlihatkan sebuah stator yang melengkapi kedua bagian



lainnya. Stator dipasang pada fixed shaft (stator shaft) dengan one way clutch. Pemasangan yang demikian memung-kinkan stator berputar satu arah namun bisa mengunci secara otomatis untuk mencegahnya bekerja ke arah sebaliknya. Aliran cairan seperti terlihat, adalah dari impeller menuju turbin dan kemudian menuju stator.



Konstruksi torque converter



44



Maintenance Training & Development



POWER TRAIN



3.2.



Generic Training



Operasi Torque Converter



Gambar di bawah ini memperlihatkan aliran cairan dari impeller menuju turbin, dan kembali menuju impeller melalui stator.



CATATAN: Aliran oli di dalam torque converter disebut Velocity.



Aliran fluida dalam torque converter. Ketika converter berputar, aliran cairan adalah sebagai berikut: 1.



Cairan dilempar keluar di dalam impeller sebagai akibat dari gaya sentrifugaL







Impeller blade mengarahkan cairan dari impeller menuju turbin, menyebabkan







turbin berputar.



2.



Cairan yang masuk ke dalam turbin diarahkan dari luar menuju bagian tengah dan







karena baling-baling berbentuk melengkung, cairan meninggalkan bagian tengah







turbin ke arah berlawanan yaitu arah dari mana ia masuk.



Maintenance Training & Development



45



Generic Training



POWER TRAIN



3.



Cairan dari bagian tengah turbin diarahkan menuju baling-baling stator.



4.



Arah cairan sekali lagi diubah oleh baling-baling stator yang melengkung sehingga







masuk ke dalam impeller searah dengan perputaran impeller. Tenaga cairan dengan







demikian bekerja di belakang permukaan baling-baling impeller, jadi membantu







perputaran baling-baling impeller.



5.



Sekali lagi cairan itu terlempar dari bagian luar impeller menuju turbin untuk menjalani



siklus yang sama



Fluida mengalir melalui turbin dan stator



46



Maintenance Training & Development



POWER TRAIN



3.3.



Generic Training



Aliran Berputar dan Vorteks



Cairan di dalam torque converter mengalir dalam dua arah yang berbeda: Aliran berputar, Cairan itu diputar dengan arah melingkar yang sama dengan putaran impeller Aliran Vorteks atau spiral. Cairan diputar dalam perputaran spiral melalui saluran-saluran di sela-sela baling-baling ketiga converter member



Aliran berputar dan aliran spiral vortex



Maintenance Training & Development



47



Generic Training



3.4.



POWER TRAIN



Penggandaan Torque



Sewaktu tuas pemilih persneling berada pada posisi Drive dan engine dalam keadaan idle, cairan di dalam converter yang meninggalkan baling-baling impeller tidak mempunyai cukup tenaga untuk memutar turbin, maka kendaraan tidak bergerak sehingga tidak ada penggandaan torque. Tetapi ketika gas diinjak penuh dan sewaktu kendaraan persis akan bergerak, impeller akan berputar dan turbin tidak bergerak. Oli akan terlempar masuk turbin dengan tenaga besar dan akan terjadi penggandaan torque. (Hal tersebut tergantung pada apakah kendaraan berada pada tanah datar atau tanjakan)



3.5.



Coupling Point



Pada coupling point, tidak terjadi penambahan torque dan converter bekerja hanya sebagai fluid coupling. Coupling point terjadi ketika kecepatan turbin mencapai kurang lebih 90% dari kecepatan impeller.



3.6.



Stator dan Clutch satu arah (one way clucth)



Fungsi clutch satu arah adalah mencegah hilangnya tenaga di dalam converter. Hilangnya tenaga ini bisa disebabkan oleh penyerapan oli oleh stator bila stator tetap diam dan tidak bisa bertambah cepat bila tidak diperlukan.



3.7.



Lock-up Torque Converter



Beberapa jenis torque converter dipasang bersama sebuah clutch. Torque converter jenis itu disebut lock-up converter. Kerja converter dibutuhkan pada gigi persneling rendah dan pada kecepatan yang rendah, tetapi tidak diperlukan untuk beban ringan dan kecepatan tinggi. Dalam kondisi tersebut converter terkunci dengan clutch untuk mencegah selip. Dengan demikian tenaga engine bisa dihemat.



48



Maintenance Training & Development



POWER TRAIN



Generic Training



Susunan yang sederhana diperlihatkan dalam gambar. Clutch berupa sebuah disc yang terletak di dalam converter di depan turbin dan terpasang pada turbine hub. Pada saat converter tidak terkunci material friksi bebas dari converter seperti biasa.



Rangkaian torque converter dengan lock-up clutch



3.8.



Konstruksi Lock-up



Gambar di bawah ini memperlihatkan salah satu bagian dari sebuah lock-up torque converter. Lockup clutch tampak terdiri dari sebuah piston besar yang bebas bergerak di dalam turbine hub dan clutch plate. Bagian tengah clutch plate dipasang pada turbin hub dan juga bagian sisi luar piston menuju damper spring. Saat clutch dioperasikan, daya tarikan disalurkan langsung dari cover depan melalui clutch plate masuk ke input shaft.



Maintenance Training & Development



49



Generic Training



POWER TRAIN



4. Torque Converter pada alat berat



50



Maintenance Training & Development



Generic Training



POWER TRAIN



4.1. Pendahuluan Power train pada sebuah truck Caterpillar berfungsi sebagai pemindah tenaga dari engine ke roda. Tenaga yang dihasilkan oleh engine akan diterima oleh torque converter. Oleh torque converter, torsi akan dilipatgandakan tergantung kondisi beban. Jika beban berat torsi yang dihasilkan besar tetapi dengan kecepatan putar yang rendah. Sebaliknya jika beban ringan torsi tidak digandakan, sehingga kecepatan putarnya mendekati kecepatan engine. Untuk beban yang sangat ringan dimana sudah tidak diperlukan lagi torque converter, maka digunakan lockup clutch untuk mengubah dari converter drive menjadi direct drive. Dari torque converter, tenaga diteruskan ke transmisi ICM dengan melalui universal joint, drive shaft dan transfer gear. Oleh transmisi tingkat kecepatan dapat dipilih sesuai beban dan kondisi jalan. Selanjutnya kecepatan yang sudah diolah oleh transmisi diterima oleh bevelgear dan differensial. Selain torsi digandakan lagi (dengan menurunkan putaran) differensial juga memungkinkan terjadinya perbedaan kecepatan antara roda kanan dan roda kiri. Putaran dari differensial diteruskan ke final drive melalui drive axle shaft. Oleh final drive putaran diturunkan lagi sehingga torsinya akan naik. Jadi singkatnya, tenaga yang dihasilkan oleh engine torsinya telah dilipatgandakan oleh torque converter, transfer gear, transmisi, differensial dan final drive, sehingga kecepatan truck dapat dikendalikan dengan baik dan engine tetap dapat beroperasi pada putaran tinggi. Komponen utama dari torque converter yang terpasang pada truck Caterpillar adalah sebagai berikut.



Impeller •



Impeller berfungsi untuk







mengubah







engine menjadi energi kinetis oli.



Maintenance Training & Development



energi mekanis dari



51



Generic Training



POWER TRAIN



Turbine



• Turbine berfungsi untuk mengubah energi kinetis menjadi energi mekanis berupa putaran output shaft.



Stator •



Stator berfungsi untuk mengarahkan



oli dari turbin yang akan kembali ke impeller agar tidak menghambat kerja impeller namun bisa memperingan kerja impeller. Dengan cara inilah torsi dapat dilipatgandakan yaitu saat beban berat.



One Way Clutch •



One way clutch berfungsi untuk



memungkinkan stator bergerak dalam satu arah,



searah



dengan



putaran



turbin.



Dengan cara ini keberadaan stator tidak akan



mengganggu



converter, menengah



52



Maintenance Training & Development



yaitu



efisiensi pada



saat



torque beban



POWER TRAIN



•



Generic Training



Lock up clutch berfungsi untuk mengubah torque converter (converter drive) menjadi



direct drive, yaitu pada saat beban ringan



4.2. Torque converter drive Pada torque converter terdapat dua jenis aliran fluida, yaitu aliran vortex dan aliran berputar. Jika beban semakin ringan, maka aliran berputar semakin cepat dan aliran vortex semakin lambat. Sebaliknya jika beban semakin berat. Maka aliran vortex semakin cepat dan aliran berputar semakin lambat. Pada saat stall (turbine diam karena beban yang sangat berat, aliran berputar nol dan aliran vortex maksimum.



Maintenance Training & Development



53



Generic Training



POWER TRAIN



Aliran vortex & berputar Untuk mempermudah dalam mempelajari cara kerjanya, kita akan melihat bentuk dan gerakan sudu-sudu dari ketiga komponen. Kita posisikan impeller di atas, turbin di tengah, dan stator di bawah.



Aliran vortex



54



Maintenance Training & Development



POWER TRAIN



Generic Training



Lihat gambar berikut, pada saat beban berat, turbin tidak mampu untuk melawan beban akibatnya turbin diam (speed ratio=0) seluruh oli dipantulkan oleh turbin, pantulan ini diterima oleh stator dan diarahkan kembali ke impeller dengan arah yang searah dengan putaran impeller. Hal ini akan mengakibatkan putaran impeller semakin ringan dan energi kinetis oli yang dilempar ke turbin semakin besar, energi yang diterima turbin pun semakin besar



Aliran vortex speed ratio=0 Apabila torque pada turbin belum cukup untuk mengalahkan beban, maka turbin masih diam dan seluruh oli kembali dipantulkan ke stator. Stator pun mengarahkan lemparan oli ini kembali ke impeller. Putaran impeller semakin bertambah ringan dan energi kinetis oli semakin besar. Demikian hal tersebut terjadi berulang ulang, semakin besar beban yang harus dikalahkan turbin, semakin besar pula energi kinetis yang timbul. Semakin besar energi kinetis yang timbul, semakin besar pula torque yang terjadi pada turbin. Jika turbin mulai mampu mengalahkan beban, maka turbin yang tadinya diam sekarang mulai berputar (0