BAB II LANDASAN TEORI

KONTRUKSI DAN ANALIS SISTEM KERJA TRANSMISI ALLISON 4TH GENERATION SERI 1000

BAB II LANDASAN TEORI Secara garis besar transmisi dibagi menjadi 2 klasifikasi dari sudut pandang konsumen yaitu transmisi otomatis (transmission automatic) dan transmisi manual ( selective gear transmission). Transmisi adalah komponen yang sangat penting

penting dari setiap kendaran,pada umumnya transmisi berfungsi untuk mengubah tingkat kecepatan yang akan diteruskan ke roda gigi. Perbandingan gigi persneling dipilih sedemikian rupa sehingga roda gigi pertama digunakan untuk start, gigi tengah dipergunakan untuk memantapkan percepatan dan gigi teratas yang hemat bahan-bakar bersuara lirih pada kecepatan jelajah.Transmisi mengubah tenaga putaran mesin ke dalam berbagai macam output kecepatan Hal ini membuat kendaraan yang lebih mudah beradaptasi dengan perubahan beban, dan kondisi mengemudi .Transmisi terletak di belakang mesin khas

menghubungkan

crankshaft mesin dan drive input transmisi mengembangkan rotasi transmisi output yang biasanya dipasok ke final drive kendaraan atau as roda oleh sebuah driveshaft.

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA

4

TEKNIK MESIN


Gambar.2.1.Transmisi Allison 4TH generation series 1000 (Sumber gambar: Allison e-learning)

2.1 Latar Belakang 2.1.1Teori Dasar Transmisi Momen yang dihasilkan oleh mesin mendekati tetap, sementara tenaga bertambah sesuai dengan

putaran mesin. Bagaimanapun juga kendaraan

memerlukan momen yang besar untuk mulai berjalan(start) atau menempuh jalan yang menanjak, momen yang besar juga diperlukan saat melewati atau mendahului kendaraan lain. Tetapi momen yang besar tidak diperlukan selama kecepatan tinggi pada saat roda membutuhkan putaran yang cepat. Pada saat jalan rata, momen mesin cukup untuk menggerakkan mobil. Transmisi digunakan untuk mengatasi hal ini dengan cara menukar kombinasi gigi (perbandingan gigi), untuk merubah tenaga mesin menjadi momen sesuai dengan kondisi jalan dan memindahkan momen tersebut ke roda-roda. Bila kendaraan harus mundur, arah putaran dibalik oleh transmisi sebelum dipindahkan ke roda.( New Step2, Chassis)


5

TEKNIK MESIN


Sebuah transmisi atau gearbox menyediakan konversi kecepatan dan torsi dari sumber listrik berputar ke perangkat lain yang menggunakan rasio roda gigi. pada seluruh drive train, termasuk gearbox, kopling, prop poros (untuk roda belakang), diferensial dan poros final drive. Penggunaan yang paling umum adalah kendaraan bermotor, dimana transmisi menyesuaikan output dari mesin pembakaran internal ke penggerak roda. mesin tersebut harus beroperasi pada kecepatan putaran yang relatif tinggi, yang tidak sesuai untuk memulai, berhenti, dan perjalanan lebih lambat. Transmisi mengurangi kecepatan mesin yang lebih tinggi untuk kecepatan roda lambat, meningkatkan torsi dalam proses. Transmisi juga digunakan pada pedal sepeda, mesin tetap, dan dimana saja kecepatan putar dan torsi lain perlu disesuaikan.Seringkali, transmisi akan memiliki rasio roda gigi beberapa (atau hanya "gigi"), dengan kemampuan untuk beralih di antara mereka sebagai kecepatan bervariasi. switching ini dapat dilakukan secara manual (oleh operator), atau secara otomatis. Arah (forward dan reverse) kontrol juga dapat diberikan. Single-rasio transmisi. Fungsi transmisi adalah untuk meneruskan putaran dari mesin ke arah putaran roda belakang, dan untuk mengatur kecepatan putaran dan momen yang dihasilkan

sesuai dengan yang dikehendaki pengemudi. Mengatur

kecepatan kendaraan sesuai dengan beban dan kondisi jalan.Merubah arah putaran roda, sehingga kendaraan dapat berputar maju dan mundur.Memutuskan dan menghubungkan putaran kendaraan sehingga kendaraan dapat berhenti walaupun mesin dalam keadaan hidup. Saat mobil berjalan pada kecepatan tinggi di jalan yang rata, tidak memerlukan momen yang besar disebabkan adanya momentum yang lebih


6

TEKNIK MESIN


baik dimana roda-roda berputar dengan sendirinya pada kecepatan tinggi. Namun demikian momen yang diturunkan itu terbatas, tidak dapat mencapai momen yang diperlukan untuk start dan jalan yang mendaki, maka diperlukan transmisi. Kerja transmisi disesuaikan dengan keadaan jalannya kendaraan. Transmisi juga berfungsi untuk merubah arah putaran out-put sehingga memungkinkan mobil berjalan mundur. Mesin hanya dapat berputar satu arah saja, gigi-gigi transmisi berkaitan sedemikian rupa sehingga kendaraan dapat bergerak mundur. Transmisi dipasang dibelakang kolping dan dikontrol dengan tuas pengatur gigi yang terpasang didalam ruang pengemudi.Aliran perpindahan tenaga (Power Train) adalah sebagai berikut:

Gambar.2.2.Aliran perpindahan tenaga (Sumber gambar: goggle)


7

TEKNIK MESIN


Pada gambar diatas, aliran tenaga yang berasal dari engine diteruskan ke transmisi melalui kopling. Transmisi merubah momen putar yang dihasilkan mesin dengan cara mereduksi putaran

dengan

memanfaatkan rasio gigi

percepatan dengan kombinasi perbandingan gigi yang berbeda-beda. Momen yang telah dirubah transmisi tersebut diteruskan ke poros propeller untuk diteruskan ke Defferential. Defferential meneruskan putaran dari propeller shaft ke roda belakang melalui axle shaft. Defferential berfungsi membedakan jumlah putaran antara roda kiri dan kanan saat kendaraan berbelok

2.2.Jenis Transmisi Adapun jenis transmisi yang digunakan pada kendaraan dapat digolongkan dalam beberapa jenis,berdasarkan konstruksinya ada dua kelompok transmisi yaitu: 2.2.1.Selective / Manual Gear Transmisi Transmisi perkembangan

perpindahan

gear

secara

selektif

/

manual.

Dengan

jaman transmisi manual mengalami peningkatan yaitu

beberapa inovasi yang bertujuan untuk meningkatkan kesempurnaan transmisi baik dari perpindahan dan perkaitan gigi pada

tiap tingkat

percepatan,

maupun perubahan pada mekanisme penggeraknya. Berikut adalah beberapa jenis transmisi manual berikut kekurangan dari masing-masing tipe. 1.Sliding mesh type Model ini dilengkapi dengan gigi-gigi yang meluncur (sliding gear) dari berbagai macam ukuran yang dipasangkan pada poros output-nya. Dengan meluncurkan gigi-gigi ini agar berkaitan dengan gigi susun (counter gear)


8

TEKNIK MESIN


untuk memperoleh pengaturan yang sempurna, bermacam perbandingan yang dapat diperoleh. Kombinasi yang umum pada transmisi model ini, 3 sampai 5 tingkat kemuka dan satu tingkat untuk mundur. Konstruksi dari transmisi ini sederhana, komponen pendukung yang lebih sedikit. Namun transmisi ini mempunyai kelemahan yaitu perpindahan gigi tiap tingkat percepatan cenderung sulit karena memerlukan waktu sehinga ada renggan waktu dalam perpindahan gigi. 2.Constant mesh type. T ipe ini merupakan penyempurnaan dari tipe

sliding mesh dimana

gigi input shaft dan counter gear ada didalam perkaitan yang tetap (constant mesh). Gigi ketiga pada output shaft dibuat dapat berputarbebas di shaft. Pada gigi kopling (clucth gear) diberi alur dan diposisikan sedemikian rupa pada poros output hingga dapat digerakkan sepanjang alur-alur untuk berkaitan dengan ujung-ujung gigi. Namun kelemahan pada transmisi tipe sebelumnya juga terdapat pada transmisi ini yaitu masih membutuhkan waktu dalam perpindahan giginya, karena untuk terkait sempurna drive gear dan driven gear harus mempunyai jumlah putaran yang hampir sama. 3.Synchromesh type. Seperti yang telah diuraikan diatas, keburukan pada slidingmesh dan constant mesh diperlukan waktu untuk menunggu hingga gigi-gigi yang akan berkaitan, bila tidak, akan pemindahan

menimbulkan kerusakan, juga pada pekerjaan

gigi diperlukan keahlian.Karena itu transmisi Synchromesh

diciptakan, dimana pada transmisi ini memiliki unit sinkroniseryang berfungsi untuk menyamakan putaran antara drive gear dengan driven gear, putaran


9

TEKNIK MESIN


gear tersebut dibuat mendekati satu sama lainnya seketika dengan adanya tenaga gesek oleh unit sinkroniser, dengan drive gear dan driven gear berputar pada putaran yang sama menyebabkan gigi-gigi mudah berkaitan sehingga perpindahan gigi pada tiap percepatan cenderung lebih lembut dan lebih cepat. Transmisi model baru ini adalah model syncrhomesh. Karena kelebihan yang dimiliki transmisi ini maka transmisi tipe synchromesh sekarang ini lebih banyak digunakan pada kendaraan-kendaraan modern. 2.2.2. Automatic Gear Transmission Transmisi otomatis adalah transmisi yang melakukan perpindahan gigi percepatan secara otomatis. Untuk mengubah tingkat kecepatan pada sistem transmisi otomatis ini digunakan mekanisme gesek dan tekanan minyak transmisi otomatis. Pada transmisi otomatis roda gigi planetari

gear berfungsi untuk

mengubah tingkat kecepatan dan torsi seperti halnya pada roda gigi pada transmisi manual. Kecendenderungan masyarakat untuk menggunakan transmisi otomatis semakin meningkat dalam beberapa tahun belakangan ini, khususnya untuk mobil-mobil mewah, bahkan type-type tertentu sudah seluruhnya menggunakan transmisi otomatis. Transmisi ini merupakan transmisi modern yang merupakan penyempurnaan dari transmisi manual. Dengan transmisi ini pengemudi lebih dimanjakan, karena tidak perlu memindahkan gigi di tiap tahap percepatan. Transmisi

ini

secara

otomatis

akan menyesuaikan pemakaian gigi yang

digunakan di tiap tahap percepatan. Transmisi otomatis dapat dibedakan dalam dua jenis yang berbeda dalam system penggunaannya yang mengatur perpindahan tuas (shift), dan lock-up FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA

10

TEKNIK MESIN


timing. Salah satu jenis yang diatur sepenuhnya secara hidrolis sedangkan yang lainnya diatur secara elektronik yang juga menggunakan data (shiftand lock-up pattern) yang tersimpan dalam ECU untuk controlnya. Jenis yang diatur secara elektronik termasuk diagnosis dan fail-safe function sebagai tambahan bagi shift and

lock-up

timing

control

dan

disebut

ECT

(Electronic

Controlled

Transmission). AT = AT* (Jenis yang diatur sepenuhnya secara hydrolic) ECT= ECT* (Jenis yang diatur secara elektronik) - Pengaturan shift dan lock-up timing - Fail safe dll. Power transmission unit sepenuhnya dikontrol secara hidrolis transmisi otomatis pada dasarnya sama dengan ECT, tetapi berbeda pada proses pemindahan shiftnya. Bagian – Bagian Utama dan Fungsi Dasar Transmisi otomatis terdiri atas beberapa jenis yang dibuat dengan cara berbeda – beda, tetapi fungsi dasar dan prinsip kerjanya sama. Transmisi otomatis mempunyai beberapa komponen utama. Agar transmisi otomatis dapat bekerja dengan baik, maka bagian – bagian ini harus dapat bekerja dengan tepat dan dalam keadaan baik

2.3.Desain transmisi Allison 4th Generation seri 1000 Transmisi Allison 4th generation seri 1000 dirakit dari empat bagian , yaitu bagian dalam (input) , bagian gearbox , oil pan / 11ontrol katup , bagian luar (out


11

TEKNIK MESIN


put). Bagian-bagian transmisi

bersama dengan sistem kontrol elektronik dan

peralatan suport, terdiri dari sistem transmisi total.

Gambar.2.3.Bagain produk transmisi seri 1000.

Gambar.2.4.View kiri depan(atas) Gambar.2.5.View kanan belakang(bawah)

(Sumber gambar 2.3/2.4/2.5: Allison 4TH Generation control (Troubleshooting manual 1000 and 2000 product families)).


12

TEKNIK MESIN


2.4.Input 2.4.1.Torque converter. Adalah suatu bentuk modifikasi dari kopling fluida yang digunakan untuk transfer daya putar dari penggerak utama, seperti mesin pembakaran internal atau motor listrik, untuk beban didorong berputar. Seperti kopling fluida dasar, konverter torsi biasanya mengambil tempat sebuah kopling mekanik, sehingga beban yang akan dipisahkan dari sumber listrik. Sebagai bentuk yang lebih maju dari kopling fluida, bagaimanapun, sebuah konverter torsi mampu mengalikan torsi ketika ada perbedaan besar antara input dan output kecepatan rotasi, sehingga memberikan setara dengan gigi reduksi. Torque converter memindahkan dan memperbesar moment dari mesin dengan menggunakan minyak transmisi sebagai perantara.

Gambar.2.6.Torque Converter.(Sumber:Allison E-learning) Torque converter terdiri dari pump impeller yang digerakkan oleh poros engkol, turbine runner yang dihubungkan dengan poros input transmisi, startor yang terpasang pada transmission case dengan kopling satu arah (one way clutch) dan startor shaft dan converter case yang berisi semua bagian tersebut. Converter terisi dengan minyak transmisi otomatis yang berasal dari oil pan dan


13

TEKNIK MESIN


dipompakan oleh pompa oli, minyak ini meluncur keluar dari pump impeller dengan arus yang cukup kuat dan memutarkan turbin.

Gambar.2.7.Letak torque conveter tampak samping (Sumber:Allison Elearning) Sebuah torque converter adalah kopling fluida yang digunakan untuk mentransfer daya berputar dari penggerak utama, seperti mesin pembakaran internal atau motor listrik, adanya beban didorong berputar. Seperti kopling fluida dasar, torque converter biasanya mengambil tempat kopling mekanik, sehingga beban yang akan dipisahkan dari sumber listrik. Sebagai bentuk yang lebih maju kopling fluida, bagaimanapun, sebuah torque converter torsi mampu mengalihkan

torsi ketika ada perbedaan mendasar antara input dan output

kecepatan rotasi, sehingga memberikan setara dengan reduksi gear .

Dalam torque converter ada setidaknya tiga elemen berputar: pompa, yang

mekanis digerakkan oleh penggerak utama, turbin, yang mendorong beban dan stator, yang sela antara pompa dan turbin sehingga dapat membuat

minyak

mengalir kembali dari turbin ke pompa. Desain torque converter klasik


14

TEKNIK MESIN


menyatakan bahwa stator dibuat tidak berputar dalam kondisi apapun, maka disain stator panjang. Dalam prakteknya, bagaimanapun, stator terpasang overrunning clutch, yang mencegah stator dari counter-rotating sehubungan dengan penggerak utama tetapi memungkinkan maju rotasi. Modifikasi desain tiga elemen dasar ini telah dimasukkan secara berkala, terutama dalam aplikasi mana lebih tinggi dari perkalian torsi normal diperlukan. Paling sering, ini telah mengambil bentuk turbin ganda dan stators, setiap set yang dirancang untuk menghasilkan nilai yang berbeda dari perkalian torsi.Meskipun tidak sepenuhnya merupakan bagian dari desain klasik torque converter, konverter otomotif banyak termasuk kopling pengunci untuk meningkatkan efisiensi transmisi daya jelajah dan mengurangi panas. Penerapan clutch lock turbin untuk pompa, menyebabkan semua transmisi kekuatan untuk menjadi mekanik, sehingga menghilangkan kerugian yang terkait dengan drive cairan.

Gambar.2.8.komponen torque converter (Sumber:Allison E-learning)


15

TEKNIK MESIN


Torque converter memiliki tiga tahap operasional : Stall. Penggerak utama adalah menerapkan kekuatan untuk pompa tetapi turbin tidak bisa berputar. Misalnya, dalam mobil, tahap operasi akan terjadi saat pengemudi telah menempatkan transmisi di gigi tetapi mencegah kendaraan bergerak dengan terus menerapkan rem. Di stall, converter torsi dapat menghasilkan perkalian torsi maksimum jika daya input yang cukup diterapkan (penggandaan yang dihasilkan disebut rasio stall). Fase stall sebenarnya berlangsung untuk jangka waktu singkat ketika beban. Awalnya mulai bergerak, karena akan ada perbedaan yang sangat besar antara pompa dan kecepatan turbin. Akselerasi. Muatan mempercepat namun masih ada perbedaan yang relatif besar antara pompa dan kecepatan turbin. Dalam kondisi ini, converter akan menghasilkan perkalian torsi yang kurang dari apa yang bisa dicapai dalam kondisi kios. Jumlah perkalian akan tergantung pada perbedaan yang sebenarnya antara pompa dan kecepatan turbin, serta berbagai faktor desain lainnya. Coupling. turbin telah mencapai sekitar 90 persen dari kecepatan pompa. Torsi perkalian dasarnya telah berhenti dan torque converter bersikap dengan cara yang mirip dengan kopling fluida polos. Dalam aplikasi otomotif modern, biasanya pada tahap ini operasi mana kopling pengunci diterapkan, prosedur yang cenderung untuk meningkatkan efisiensi bahan bakar. Torque converter berfungsi sebagai kopling otomatis. Disamping itu juga berfungsi untuk memperbesar momen. Torque converter terdiri dari beberapa komponen, yang pertama pump impeller terhubung langsung dengan bagian dalam housing torque converter karena itu converter terpasang ke flexplate dan dapat berubah kapan saja saat mesin berputar, yang kedua turbine torque


16

TEKNIK MESIN


converter menyediakan output torque converter ke turbin shaft, spline transmisi melibatkan transmisi poros turbin, terletak di dalam converter torsi dan tidak terlihat dari bagian luar turbin ini tidak secara fisik terhubung ke ke housing converter dan dapat memutar benar-benar independen. Yang ketiga stator. Stator satu arah, kopling menyediakan penguncian dan tindakan berputar bebas Sebuah roller seri dan spring yang terletak di dalam stator. Ketika cairan oli transmisi masuk ke depan pisau stator

Gambar.2.9.Ciri khas torque converter stator satu arah . (Sumber:Allison E-learning) Stator mencoba untuk memutar arah yang berlawanan.ketika wedges memutar ke sisi bagian kecil rongga yang meruncing, stator terkunci dan tidak dapat berputar kearah itu. Ketika cairan masuk ke sisi belakang pisau stator, stator mulai berputar searah jarum jam. Putaran yang terjepit dilepaskan dan desain kopilng satu arah yang memungkinkan stator untuk memutar kea rah jarum jam. fungsinya adalah untuk mengarahkan aliran fluida antara impeller dan turbin, yang memberikan efek torsi perkalian dari macet.dan yang terakhir lock up clucth atau penguncian kopling, di jalan raya kecepatan kopling ini dapat diterapkan dan akan memberikan link mekanik langsung antara poros engkol dan poros input, yang akan menghasilkan efisiensi 100% antara mesin dan transmisi. Penerapan kopling


17

TEKNIK MESIN


ini biasanya dikendalikan oleh komputer kendaraan mengaktifkan solenoid di transmisi. Torque converter diisi dengan ATF (Automatic Transmission Fluid) dan momen mesin dapat dipindahkan dengan adanya aliran fluida. TABEL.2.1.Torque converter rasio (sumber : Allison 4TH Generation control (Troubleshooting manual 1000 and 2000 product families). MODEL

STALL TORQUE RATIO

TC 210

2.05:1

TC 211

2.00:1

TC 221

1.73:1

TC 222

1.58:1

*Termasuk standar integral damper yang beroperasi di lockup.

Ada dua tipe aliran fluida di dalam pengoperasian torque converter yaitu vortex flow (aliran vortex) dan rotary flow (perputaran aliran). Vortex flow adalah aliran minyak yang dipompakan oleh pompa impeller pada saat mengalir ke turbine runner dan startor, kemudian kembali ke pompa impeller lagi. Aliran ini semakin kuat bila perbedaan kecepatan putar pompa impeller dan turbine runner semakin besar, seperti pada saat kendaraan start. Menciptakan torque yang tinggi dan panas yang tinggi.

Gambar.2.10.Vortex flow. (Sumber:Allison E-learning).


18

TEKNIK MESIN


Bila kecepatan putaran turbine runner mendekati kecepatan pompa impeller, maka kecepatan minyak (rotary flow*) yang berputar dengann turbine runner pada arah yang sama akan bertambah. Dalam hal lain, kecepatan minyak (vortex flow) yang bersirkulsi pada turbine runner dan pompa impeller berkurang. Oleh karena itu arah aliran minyak dari turbine ke startor sama seperti arah putaran pompa impeller. Karena pada saat ini minyak membentur permukaan bagian belakang startor vane, maka startor vane akan menghalangi aliran minyak. Dalam hal ini one way clutch akan membiarkan startor berputar dengan pompa impeller, jadi memungkinkan minyak untuk kembali ke pompa impeller. Seperti diterangkan diatas, startor berputar searah dengan pompa impeller pada saat putaran turbine runner mencapai proporsi yang sebanding dengan kecepatan pompa impeller. Ini disebut clutch point atau coupling point. Setelah clutch point tercapai, maka peningkatan moment punter tidak terjadi dan torque converter berfungsi sebagai kopling fluida. Rotary flow adalah aliran minyak dalam torque converter searah dengan putaran torque converter. Aliran ini besar bila perbedaan putaran antara turbine dengan pompa impeller kecil, umpamanya pada saat kendaraandijalankan dalam kecepatan tetap. Aliran ini akan semakin kecil sebanding dengan perbedaan kecepatan antara pompa impeller dengan turbine runner. Aliran minyak tenang dan perlahan-lahan. Gambar dibawah ini menunjukan arah aliran berotasi.


19

TEKNIK MESIN


Gambar.2.11.Rotary flow. (Sumber:Allison E-learning) torque converter pengoperasian kopling, ketika berfungsi sebagai kopling fluida, turbin torque converter transmit torsi signifikan.Tetapi tidak pernah mencapai kecepatan converter pump karena kehilangan energi kinetic. Torque converter clutch / kopling (TCC) terletak melekat di torque converter, Menyediakan drive langsung dari mesin ke transmisi gearing. Dengan TCC yang terlibat, torque converter , turbin, dan poros turbin semua berputar pada kecepatan yang sama persis seperti mesin.directdrive mekanik memberikan respon lebih cepat dan memungkinkan pergeseran ekonomi dan menghemat bahan bakar secara maksimum. TCC terdiri dari dua elemen yaitu perakitan piston/ kopling(clutch) dan damper.peredam pegas tipe integral adalah shock-absorbing komponen yang mengurangi kekuatan getaran dan torsional dari mesin saat TCC bergerak. TCC piston bergerak atau dilepaskan tergantung pada arah aliran fluida melalui torque converter. dalam operasi converter. fluida memasuki konverter antara penutup converter dan piston TCC, mencegah keterlibatan piston. Cairan leave converter antara poros turbin dan bawah lengan converter. sebagai turbin pendekatan kecepatan putaran mesin (setelah rentang kedua atau lebih tinggi telah dicapai tergantung pada kalibrasi). TCM actuates solenoida TCC, yang mengendalikan


20

TEKNIK MESIN


aliran katup converter. katup membuat aliran fluida konverter mundur , konverter pengisian pada hub pompa dengan tekanan utama tetap antara piston dan kekuatan depan. tekanan hidrolik tetap antara pompa dan piston. ini menyebabkan perbedaan tekanan piston TCC untuk terlibat depan konverter converter penutup depan. menyediakan koneksi mekanis antara power train transmisi dan mesin. aliran converter dilewati dan diarahkan untuk pendingin selama operasi TCC. ini menyebabkan perbedaan tekanan piston TCC untuk terlibat depan konverter converter penutup depan. menyediakan koneksi mekanis antara power train transmisi dan mesin. aliran converter dilewati dan diarahkan untuk pendingin selama operasi TCC. Jika gangguan listrik pada kerusakan transmisi kritis terjadi, TCM memisahkan TCC. Hal ini menghilangkan hubungan mekanik antara power train transmisi dan mesin. ketika TCC akan terlepas kembali konverter untuk mendorong kopling cairan. 2.5.Gearbox Rotating clutch and power takeoff. 2.5.1.rotating clutch (rotasi kopling). Sebuah operasi kopling (clutch) sistem kontrol untuk sebuah konverter torsi cairan transmisi kendaraan bermotor di mana torque converter cairan dilengkapi dengan kopling untuk mekanis menghubungkan sisi input dan sisi output dari kata torque converter. kopling telah plat kopling yang disediakan di satu sisi dengan tekanan minyak dalam ruang kontrol untuk melepaskan kopling dan di sisi lainnya dengan tekanan torsi konverter minyak di mengatakan torsi konverter cairan untuk mengoperasikan kopling oleh tekanan diferensial di plat kopling . Saluran minyak terkemuka ke ruang kontrol tersambung pada kecepatan kendaraan sama atau lebih tinggi daripada tingkat yang telah ditetapkan ke port


21

TEKNIK MESIN


mengalirkan minyak melalui katup kontrol untuk mengoperasikan kopling dengan kekuatan menarik dari tekanan torque converter. Pelat kopling memiliki lubang untuk menyediakan komunikasi antara dua sisi kata pelat kopling. Katup kontrol dibentuk dengan porsi throttle untuk throttling bagian komunikasi antara garis minyak ke ruang kontrol dan berkata menguras pelabuhan di berbagai kecepatan yang relatif rendah kendaraan sama atau lebih tinggi dari tingkat yang ditentukan sebelumnya mengatakan untuk memungkinkan beberapa selip kopling.Struktur kopling berputar terdiri dari perakitan poros turbin, rumah (housing) kopling berputar, C1 dan C2 assemblies kopling, dan The drive hub C1 dan C2. Rakitan kopling berputar mempekerjakan sebagian balance C1 piston. Pengaturan balance ini sentrifugal meningkatkan kontrol off-going

dan mendekat cengkeraman

berputar dan pastikan bahwa cengkeraman tidak berlaku karena kecepatan putar.

Gambar2.12.Bentuk geometri dari perakitan berputar, termasuk pressure plate (biru), spring diafragma (magenta), dan penutup (hijau dan merah). (Sumber:goggle) Rongga balance atau keseimbangan C1 terletak antara piston C1 dan piston keseimbangan C1 di housing piston C1 karena pengembalian C1 pegas berada.


22

TEKNIK MESIN


rongga tersebut diberikan minyak pelumasoleh sirkuit pelumas. Piston C1 memiliki keseimbangan parsial dikarenakan

jari-jari luar, setidaknya sebagai

besar bagi keseimbangan daripada piston keseimbangan C1. Gaya sentrifugal yang diciptakan oleh cairan dalam rongga piston C1. Sisanya diberikan melalui gaya pegas kembali. piston C1 berputar orifice menyediakan redundansi dalam mencegah sentrifugal bergerak

kelelahan rongga kopling C1 ke rongga

keseimbangan C1 saat belum diterapkan. Cengkeraman C1 dan C2 beroperasi secara independen satu sama lain. Hal ini dicapai dengan memiliki perakitan kembali C2 musim semi bereaksi terhadap housing piston C1 yang berlandaskan terhadap housing kopling berputar (rotary clutch). 2.5.2.Power take-off (PTO) Power take-off (PTO) adalah driveshaft splined, biasanya pada traktor atau truk, yang dapat digunakan untuk memberikan kekuatan pada mesin yang menyatu atau mesin yang terpisah. Hal ini dirancang untuk mudah terhubung dan terputus. The power take-off memungkinkan menerapkan untuk menarik energi dari mesin traktor itu. integrasi PTO dibuat sederhana dengan menggunakan kontrol elektronik transmisi. Perintah bagaimana dan kapan PTO terlibat. Monitor kondisi operasi untuk meminimalkan potensi kerusakan dan bahayaPermintaan operator PTO operasi dengan menekan saklar. Kontroler transmisi melihat sinyal ini, maka terlihat untuk memastikan bahwa kondisi beberapa operasional telah dipenuhi, termasuk kecepatan transmisi output, kecepatan mesin dan posisi throttle. Ketika semua kondisi yang sesuai sudah benar, transmisi controller mengirimkan sinyal yang memungkinkan sistem PTO. Jika indra controller berpotensi merusak kondisi overspeed, PTO diperintahkan off sampai bisa aman


23

TEKNIK MESIN


kembali terlibat pada rpm lebih rendah.Bila menggunakan fitur ini dan beroperasi di Netral, kopling penjara akan terlibat di 900 rpm turbin untuk memberikan kontrol rpm mesin tepat untuk PTO. Kopling penjara akan melepaskan diri di 800 rpm mesin. Pengaturan pabrik. integrasi PTO dibuat sederhana dengan menggunakan kontrol elektronik transmisi. Perintah bagaimana dan kapan PTO terlibat. Monitor kondisi operasi untuk meminimalkan potensi kerusakan dan bahaya. penyesuaian power-takeoff yang baik. Item berikut ini tersedia untuk penyesuaian: • Kecepatan maksimum mesin untuk keterlibatan PTO. • Kecepatan maksimum mesin untuk operasi PTO. • transmisi output maksimum kecepatan untuk keterlibatan PTO. • transmisi output maksimum kecepatan untuk operasi PTO. • kecepatan PTO diamana lock up berlaku Contoh produk PTO untuk Trannsmission seri 1000 (Status semua = diaktifkan) Tabel.2.2. Mengintegrasikan pengoperasian PTO dengan sistem transmisi untuk kontrol yang tepat (Sumber : Allison E-Learning). GRUP 302 MOTORHOME SERIES

PAKET 351

303 EMERGENCY(DARURAT) VEHICLE SERIES 304 BUS SERIES (BIS SERI) 305 SERI KENDARAN TUGAS KASAR(RUGGED DUTY)

355, 360 & 364

313 EMERGENCY(DARURAT) SERIES

366, 367 &368

351 354, 360 &365


24

TIPE KENDARAAN MOTORHOME (KENDARAAN BERMOTOR) EMERGENCY(DARURAT) VEHICLES BUS, SHUTTLE KONTRUKSI, TRUK SAMPAH, GENERAL & KENDARAAN BONGKAR(WRECKER) EMERGENCY(DARURAT) VEHICLES.

TEKNIK MESIN


Gambar.2.13.Instalasi Permintaan PTO yang berlaku untuk transmisi seri 1000. (Sumber:Allison E-learning) transmisi seri 1000 memiliki ketentuan untuk meningkatkan

dan

mengerak (PTO) unit di sisi kiri dan sisi kanan housing transmisi atau salah satu (gambar). Opsional PTO drive gigi terdiri dari gigi drive besar di housing kopling berputar dan pengaturan idler gear dan gigi didorong lebih kecil berada di PTO (gambar) dengan konfigurasi drive,PTO memutar dalam arah yang sama seperti mesin

Gambar.2.14.PTO mounting Location. (Sumber: Allison 4TH Generation control (Troubleshooting manual 1000 and 2000 product families).


25

TEKNIK MESIN


Gambar.2.15.PTO drive komponen(Sumber: Allison 4TH Generation control (Troubleshooting manual 1000 and 2000 product families). Gigi (gear) PTO drive merupakan bagian integral dari transmisi berputar housing kopling. yang berputar pada kecepatan yang sama dengan turbin torque converter. Jika torque converter clutch (TCC) bergerak, rumah kopling berputar dan PTO gear terpasang berputar pada kecepatan mesin. Jika TCC akan terlepas, PTO didorong melalui konverter torsi (torque converter) dan kecepatan berkurang. Kecepatan sebenarnya tergantung pada model torque converter, kecepatan mesin, dan beban output. The PTO, termasuk idler dan gigi dorong(driven

gears),

disediakan

oleh

sasis

OEM,

pembangun

tubuh

transmisi,atau pengguna akhir. Peringatan: Jika PTO tersebut digunakan untuk menggerakkan peralatan inersia tinggi (misalnya alternator, blower, alat-alat mekanis chain-driven), yang "kecepatan maksimum engine untuk keterlibatan PTO" harus ditetapkan semaksimal mungkin untuk kecepatan mesin idle. Keterlibatan dari PTO dengan kecepatan tinggi, apakah dengan aktivasi fungsi atau re-otomatis keterlibatan fungsi setelah pelepasan karena kecepatan lebih, dapat menyebabkan kerusakan pada sistem PTO.


26

TEKNIK MESIN


2.6.Gearbox planetary gear dan stationary clutch (kopling). 2.6.1.Planetary gear. menurut wikipedia planetary gear “is a gear system that consists of one or more outer gears, or planet gears, revolving about a central, or sun gear. Typically, the planet gears are mounted on a movable arm or carrier which itself may rotate relative to the sun gear. Epicyclic gearing systems may also incorporate the use of an outer ring gear or annulus, which meshes with the planet gears.“ Untuk pengertian secara umumnya planetary gear adalah adalah sistem gear yang terdiri dari satu atau lebih roda gigi luar, atau roda gigi planet. Planetary gear set menyediakan peningkatan kecepatan, pengurangan kecepatan, perubahan arah, netral, dan direct drive. Planetary gear set juga dapat menyediakan variasi kecepatan disetiap tingkatan operasi, dengan pengecualian netral dan direct drive. Planetary Gear Unit, berfungsi sebagai penerus tenaga dari torque converter dimana roda gigi planetary ini terdiri dari tiga roda gigi; ring gear, pinion gear, sun gear dan planetary

carrier.

Roda-roda

gigi

input,

untuk memindahkan

dan

output

dan

stationary

dibuat

membalikkan momen mesin. Umumnya dua pasang roda gigi planetary digunakan untuk tipe kendaraan dengan transmisi otomatis tiga percepatan dan tiga pasang roda gigi planetary digunakan pada tipe kendaraan transmisi otomatis dengan empat percepat.Planetary gear dipakai untuk menaikan dan menurunkan momen mesin, menaikan dan menurunkan kecepatan kendaraan, di pakai untuk memundurkan kendaraan dan dipakai untuk bergerak maju. Pada dasarnya planetary gear unit dipakai mesin untuk menghasilkan tenaga dan


27

TEKNIK MESIN


menggerakan kendaraan dengan beban yang berat dengan tenaga yang ringan.

Gambar.2.16.Planetary gear set. (Sumber: Allison 4TH Generation control (Troubleshooting manual 1000 and 2000 product families). Kalau dilihat gambar diatas dapat kita simpulkan bahwa susunan dari sebuah planetary gear set hampir mirip dengan susunan tata surya kita. Untuk sebuah planetary gear set sederhana terdiri dari sun gear , carrier planetary pinion dan ring gear. Sun gear terletak dipusat susunan. ini , sun gear adalah gear terkecil dalam susunan dan terletak di tengah dan sebagai poros perputaran. Sun gear dapat juga berupa rancangan spur atau helical gear. Sun gear bertautan dengan gigi pada planetary pinion gear. Ketika torsi input disampaikan melalui sun gear , dan ring gear (roda gigi cincin) membuat stasioner dihentikan atau rotasi lebih lambat), carier berputar dalam arah yang sama dengansun gear ( gigi matahari ) tetapi lebih lambat. carier he membuat jadi bergerak dan ring gear (gigi cincin) tidak dibatasi, arus torsi melalui pinion gear (roda gigi) ke ring gear (gigi cincin). Torsi melalui gear (roda gigi) pinion menghasilkan putaran ring gear(roda gigi cincin) dalam


28

TEKNIK MESIN


berlawanan arah dari sun gear dan kecepatan jauh lebih lambat. Roda ring gear ( gigi cincin) menyediakan output dari perakitan planetary gear. Carrier adalah gear kecil yang disusun dalam kerangka yang disebut planetary carrier. Planetary carrier dapat terbuat dari besi tuang, alumunium atau pelat baja dan dirancang dengan sebuah shaft untuk masing-masing planetary pinion gear. Di dalam carrier terdapat planetary pinion, planetary pinion berputar pada needle bearing yang diposisikan diantara shaft planetary carrier dan planetary pinion. jumlah planetary pinion didalam sebuah carier tergantung dari beban yang dipikul. Transmisi kendaraan otomatis harus mempunyai tiga planetary pinion dalam planetary carrier. Heavy duty highway trucks dapat mempunyai sebanyak 5 planetary pinion dalam planetary carrier. Carrier dan pinion-nya disebut sebagai satu kesatuan unit gear. Planetary pinion mengelilingi poros tengah sun gear dan dilingkari oleh annulus atau ring gear. Ring gear bertindak seperti sebuah pengikat yang menahan keseluruhan gear set bersama dan memberikan kekuatan yang besar pada unit. Jika torsi input diberikan melalui carrier dan ring gear (gigi cincin) dibatasi, carrier pinion roda rotate gear( gigi berputar) dalam arah berlawanan dengan yang hub carrier. pinion gear mengirimkan torsi ke sun gear menyebabkan ia berputar ke arah yang sama sebagai pusat pembawa tetapi pada kecepatan yang lebih tinggi. Sun gear memberikan output dari perakitan planet. Ketika sun gear di jalankan dan ring gear tidak dibatasi, pinion gear mengirimkan torsi ke ring gear. Torsi ini berputar ring gear dalam arah yang sama sebagai pusat pembawa tetapi pada proses peningkatan kecepatan.


29

TEKNIK MESIN


Ring gear adalah bagian planetary gear terluar yang melingkari planetary pinion, ring gear bertindak seperti sebuah pengikat yang menahan keseluruhan gear set bersama dan memberikan kekuatan yang besar pada unit. Ring gear diletakkan pada jarak terjauh dari poros pusat dan karena itu berfungsi sebagai tuas terbesar pada poros pusat. Jika torsi input diberikan melalui ring dan sun dibatasi, torsi ditularkan melalui pinion gear. carrier berputar dalam arah yang sama dengan ring gear tetapi pada kecepatan lambat. Carrier memberikan output dari perakitan planet. Ketika carrier diadakan dan sun gear tidak dibatasi, pinion roda gigi mengirimkan torsi dari ring gear ke sun gear. Roda gigi pinion memutar dalam arah yang sama sebagai input ring gear, menyebabkan sun gear berputar dalam arah berlawanan dengan yang ada pada ring gear tetapi pada kecepatan jauh lebih cepat. Tabel.2.3.Aturan hukum kerja planetary gear (sumber Allison 4TH Generation control (Troubleshooting manual 1000 and 2000 product families). SUN GEAR

CARRIER

RING GEAR

KECEPATAN

TORSI

DIRECTION (ARAH)

INPUT

OUTPUT

HELD

REDUKSI

PENINGKATAN

MAKSIMUM DITAHAN

OUTPUT

INPUT

REDUKSI

INPUT PENINGKATAN

MINIMUM OUTPUT

INPUT

HELD

PENINGKATAN

INPUT

OUTPUT

PENIGKATAN

REDUKSI

HELD

OUTPUT

REDUKSI

SAMA DENGAN INPUT

REDUKSI

MINIMUM INPUT

SAMA DENGAN INPUT

MAKSIMUM DITAHAN

SAMA DENGAN

SAMA DENGAN INPUT

PENINGKATAN

KEBALIKAN DARI INPUT

OUTPUT

HELD

INPUT

PENINGKATAN

REDUKSI

KEBALIKAN DARI INPUT

Dimana antara dua anggota planetary gear ditahan bersamaan , kecepatan dan arah sama inputnya rationya 1:1


30

TEKNIK MESIN


Setiap komponen dalam planetary gear set, sun gear, pinion gear, dan ring gear dapat berputar atau ditahan. Perpidahan tenaga melalui sebuah planetary gear sethanya mungkin ketika satu komponen ditaha, atau jika dua komponen ditahan bersama.Salah satu dari tiga komponen yaitu sun gear, carrier atau ring gear dapat digunakan sebagai penggerak atau komponen input. Pada saat bersamaan, komponen yang lain tetap berputar dan kemudian menjadi kompoen yang ditahan atau diam. Komponen ketiga kemudian menjadi bagian yang digerakkan atau output. Tergantung pada komponen yang menjadi penggerak, yang ditahan, dan yang digerakkan, peningkatan torque atau peningkatan kecepatan akan dihasilkan oleh planetary gear set. Arah output juga dapat dibalik melalui berbagai kombinasi. 2.6.2.Rasio mekanik gear. The Allison 1000 dinilai dapat mencapai hingga 620 • ft (841 N • m) torsi. Awalnya transmissi memiliki 5 kecepatan saja, tapi baru "Generasi 4" 1000 diperkenalkan pada tahun 2005 yang ditambahkan gigi 6 di bagian paling atas tangga rasio, membuatnya menjadi ganda overdrive seperti transmisi tugas berat Allison. Untuk tahun model 2006, manual pemilihan gigi (gear) diperkenalkan. Fitur ini memberikan kontrol pengemudi lebih besar atas transmisi, meningkatkan operasi ketika mesin pengereman atau kurang sering pergeseran yang diinginkan. Tabel.2.4.rasio gear mekanik transmissi (sumber: Allison E-learn) RANGE

CLOSE RATIO

WIDE RATIO

PERTAMA

3.10:1

3.51:1


31

TEKNIK MESIN

KONTRUKSI DAN ANALIS SISTEM KERJA TRANSMISI ALLISON 4TH GENERATION SERI 1000 KEDUA

1.84:1

1.90:1

KETIGA

1.41:1

1.44:1

KEEMPAT

1.00:1

1.00:1

KELIMA

0.71:1

0.74:1

KEENAM

0.61:1

0.64:1

MUNDUR

-4.49:1

-5.09:1

Hubungan antara kecepatan dan momen mesin dapat di jelaskan sebagai berikut: Pada saat kendaraan berhenti dan mau berjalan dibutuhkan momen yang besar, dan pada posisi ini dibutuhkan gigi yang rendah untuk menggerakan kendaraan. Akan tetapi pada kecepatan yang tinggi maka akan dibutuhkan gigi yang tinggi dan momen yang kecil untuk menjaga laju kendaraan.

2.6.3.Housing utama dan stationary clutch. Housing utama transmisi terdiri dari clutches (cengkraman) C3, C4 dan C5. Clutches di housing utama transmisi adalah rakitan clutch kopling diam dan tidak memutar ketika hidrolik diterapkan. Bila diterapkan, dalam clutches (cengkeraman) diam (tidak bergerak) P1, P2 atau P3 planet ring gear stasioner. C3 kopling terdiri dari piston. Tiga spring assemblies kembali, kembali spring plate, tiga plate reaksi, empat plate (Friction) gesekan, dan sebuah backplate. Kopling C4 terdiri dari piston, spring return plate., spring return plate, tiga return spring assembly , empat reaksi plate , lima plate (reaction) gesekan, dan sebuah backplate. Komponen dari clucth C5 termasuk dalam housing utama adalah enam friction plates, enam plate reaksi, dan backplate. Piston C5 dan perakitan pegas dirakit sebagai bagian dari penutup belakang. P1 ring gear tertutup oleh perakitan FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA

32

TEKNIK MESIN


kopling C3. Gesekan pelat kopling C3 mesh dengan ring gear P1. Gesekan Pelat memutar dengan ring gear P1 ketika kopling C3 tidak terlibat. Pelat reaksi( reaction plate) C3 adalah splined ke housing utama dan stasioner. Ketika kopling C3 diterapkan, C3 menekan piston kopling dan pelat kopling gesek bereaksi bersama, memegang ring gear p1 stasioner. P2 ring gear tertutup oleh perakitan kopling C4. Gesekan pelat kopling C4 mesh dengan ring gear P2. Gesekan Pelat memutar dengan ring gear P2 ketika kopling C4 tidak terlibat. Pelat reaksi( reaction plate) C4 adalah splined ke housing utama dan stasioner. Ketika kopling C4 diterapkan, C4 menekan piston kopling dan pelat kopling gesek bereaksi bersama, memegang ring gear p2 stasioner. Mencegah putaran roda ring gear P2 juga mencegah rotasi carrier P1. P3 ring gear tertutup oleh perakitan kopling C5. Gesekan pelat kopling C5 mesh dengan ring gear P3. Gesekan Pelat memutar dengan ring gear P3 ketika kopling C5 tidak terlibat. Pelat reaksi( reaction plate) C5 adalah splined ke housing utama dan stasioner. Ketika kopling C5 diterapkan, C5 menekan piston kopling dan pelat kopling gesek bereaksi bersama, memegang ring gear P3 stasioner. Mencegah putaran roda ring gear P3 juga mencegah rotasi carrier P2.

2.6.4.P1 planetary. P1 planet gear set terdiri dari perangkat P1 sun gear, P1 carrier dan perakitan pinion, dan P1 ring gear. P1 sun gear adalah splined ke P1 flensa drive yang

telah dipasang dengan kopling berputar. perakitan P1 carrier menyatu

dengan ring gear p1 dalam perakitan kopling C3. P1 ring gear splined ke piring gesekan C3. Perakitan carrier p1 di jerat dengan roda gigi pinion. Ring gear P2


33

TEKNIK MESIN


planetary gear set adalah splined untuk carrier P1 dan di jerat dengan pelat kopling gesekan C4. putaran planet gear P1 dikendalikan oleh aplikasi C3 atau c4 perakitan kopling. Input untuk p1 planetary disediakan melalui P1 sun gear di jerat dengan carrier P1.

2.6.5.P2 planetary. Planet gear set P2 set terdiri dari P2 sun gear. P2 carrier dan perakitan pinion, dan roda ring gear P2. Ring gear P2 splined untuk P1 carrier dan piring C4 gesekan. Rakitan P2 carrier menyatu dengan ring gear P2 dalam perakitan kopling C4. Sung gear p2 dimasukkan ke pusat perakitan carrier P2 dimana dijerat dengan p2 roda gigi pinion dan splined ke poros utama. Ring gear set P3 planetary gear adalah splined untuk carrier P2 dan juga dijerat dengan pelat kopling C5 gesekan. putaran P2 planetary gear dikendalikan oleh aksi dari planetary P1. Penerapan, kopling C4 atau penerapan di aplikasi kopling C5. Input rotasi ke carrier P2 disediakan oleh Ring gear p2 meshing dengan carrier p2, atau dengan P2 sun gear.

2.6.7.P3 planetary . Planet gear set P3 set terdiri dari P3 sun gear. P3 carrier dan perakitan pinion, dan roda ring gear P3. Ring gear P3 splined untuk P2 carrier. Rakitan P2 carrier menyatu dengan ring gear P3 dalam perakitan kopling C5. Sung gear P3 dimasukkan ke pusat perakitan carrier P3 dimana dijerat dengan P3 roda gigi pinion dan splined ke poros utama. Roda gigi cincin dari jerat P3 planet dengan pelat kopling C5 gesekan. Carrier P3 adalah splined ke poros output. putaran roda gigi planet P3 dikendalikan oleh aksi, planet p2 penerapan kopling C4, atau


34

TEKNIK MESIN


penerapan kopling C5. The p3 pembawa perakitan transfer torsi ke poros output. Input rotasi ke carrier P3 disediakan oleh gigi cincin P2 atau oleh sun gear p3. Transmissi memberikan performansi superior pada kontrol elektronik kendaraan 6 hingga 11.8 ton GVW (Gross Vehicle Weight, berat kotor kendaraan). Mesin dan transmisi berkomunikasi menggunakan microprocessor sehingga memberikan perpindahan gigi di saat tepat dengan sempurna bagaimanapun keadaan jalan atau beban. Fitur standar meliputi operasi lock up dari range ke dua hingga ke lima dan gear berbentuk helical (spiral) untuk mengurangi suara transmisi.


35

TEKNIK MESIN

BAB II LANDASAN TEORI

Recommend Documents