Diagnosis Technicain - Automatic Transaxle
Torque Converter
Garis Besar
Umum Konverter tenaga putaran (torque converter) menghantarkan dan menggandakan tenaga putaran dari mesin dengan menggunakan ATF (Automatic Transaxle Fluid) ke dalam transaxle (planetary gear unit) sebagai media.
Torque converter Converter case Pump impeller Turbine runner
Konverter tenaga putaran (torque converter) terdiri dari pump impeller, turbine runner, kopling satu-arah dan stator, serta converter case yang mengandung semua komponen ini.
Stator shaft
Stator
One-way clutch from Engine
Konverter dipenuhi dengah ATF, yang disuplai oleh pompa minyak (oil pump). Mesin berputar pump impeller berputar, lalu cairan pelumas keluar dari pump impeller dengan deras yang memutar turbine runner.
to Transaxle
Transaxle input shaft Oil pump
Torque converter Turbine runner
Engine
Pump impeller Stator
PETUNJUK: Transaxle input shaft
Untuk ATF, DEXRON® II atau Toyota digunakan tipe T-IV. (1/1)
Konstruksi
Drive plate
Roda sudu pompa (Pump Impeller) Pump impeller diintegrasikan dengan converter case dan dihubungkan dengan dengan poros engkol (crankshaft) via melalui melalui plat penggerak (drive plate). Beberapa baling-baling melengkung ditempelkan pada bagian dalam pump impeller. Sebuah cincin penuntun (guide ring) dipasang pada sudut bagian dalam baling-baling untuk melancarkan aliran cairan/pelumas.
Pump impeller (vane) Converter case
from Engine
Vane Guide ring Guide ring
(1/1)
©2003 TOYOTA MOTOR CORPORATION. All right reserved. -1-
Diagnosis Technicain - Automatic Transaxle
Torque Converter
Turbine Runner Banyak baling-baling (vanes) yang dipasang pada turbine runner, seperti pada pump impeller. Arah lengkungan dari baling-baling ini berlawanan dengan yang ada pada balingbaling pump impeller. Turbine runner dipasang pada poros input transaxle sehingga baling-baling di dalamnya melawan baling-baling pump impeller dengan celah yang sangat kecil di antaranya.
Turbine runner (vane)
Transaxle input shaft
from Engine
Vane Guide ring
Guide ring
PETUNJUK: Turbine runner berotasi dengan poros input transaxle ketika kendaraan berjalan dengan persneling pada posisi "D", "2", "L" atau "R". Namun ia akan berhenti berotasi ketika kendaraan berhenti. Ketika tuas persneling berada pada posisi "P" or "N", turbine runner berputar secara bebas bersama rotasi dari pump impeller. (1/1) Stator
Turbine runner
Pump impeller
Stator Transaxle case Stator shaft
Stator terletak di antara pump impeller dan turbine runner. Ia ditempelkan, melalui kopling satu-arah pada poros stator, yang tetap pada transaxle case.
from Engine
1. Kerja Stator Aliran cairan/pelumas kembali dari turbine runner ke pump impeller dalam arah yang menghalangi rotasi.
One-way clutch
Curved vane to Back of pump impeller
from Turbine runner
Path of fluid if there were no stator
-2-
Oleh karena itu, stator mengubah arah aliran cairan sehingga ia mengenai belakang baling-baling pump impeller, memberikan pump impeller tambahan "dorongan" yang lalu meningkatkan tenaga putaran (torque). 2. Kerja kopling satu-arah (One-way clutch operation) Kopling satu-arah memungkinkan stator untuk berputar dalam arah yang sama dengan poros engkol (crankshaft) mesin. Namun, jika stator akan mulai berputar ke arah sebaliknya, kopling satu-arah mengunci stator untuk mencegahnya berputar. (1/1)
Diagnosis Technicain - Automatic Transaxle
Torque Converter
Prinsip Torque Converter Turbine runner
Transmisi Tenaga Putaran (Torque) Ketika kecepatan pump impeller meningkat, gaya centrifugal menyebabkan cairan pelumas mengalir keluar dari tengah pump impeller. Ketika kecepatannya meningkat lagi, cairan pelumas terdorong jauh dari pump impeller. Cairan pelumas mengenai baling-baling (vanes) turbine runner untuk mulai berputar pada arah yang sama dengan pump impeller. Cairan pelumas mengalir di sepanjang baling-baling (vanes) turbine runner. Ketika menyentuh bagian dalam turbine runner, permukaan dalam cekung turbine runner mengarahkan cairan pelumas kembali ke pump impeller, dan perputaran terjadi lagi.
Pump impeller
Transmisi tenaga putaran (torque) dipengaruhi oleh sirkulasi pelumas melalui pump impeller dan turbine runner.
(1/1) Penggandaan Tenaga Putaran (Torque Multiplication) Penggandaan torque oleh konverter torque dilakukan dengan kembalinya pelumas, yang masih mempunyai energi setelah melewati turbine runner, ke dalam pump impeller dengan menggunakan baling-baling (vane) stator. Dengan kata lain, pump impeller diputar dengan tenaga putaran dari mesin, yang ditambahkan tenaga putaran kembalinya pelumas dari turbine runner. Jadi, pump impeller menggandakan masukan asli tenaga putaran untuk tranmisi ke turbine runner. Turbine runner
Pump impeller
Stator
(1/1)
-3-
Diagnosis Technicain - Automatic Transaxle
Torque Converter
Performa Konverter Torque
Rasio Torque dan Efisiensi Transmisi Penggandaan tenaga putaran oleh konverter torque menjadi lebih besar porsinya ke aliran vortex. Ini berarti bahwa torque menjadi maksimum ketika turbine runner berhenti. Kerja konverter torque dibagi menjadi dua jenis operasi:
Coupling range Converter range
(%)
Transmission efficiency
80
3 60 2
Transmission efficiency
Torque ratio
100
40 Torque ratio
1
0
0.2
0.4
20
0.6
0.8
1.0
Speed ratio
Torque ratio Turbine runner output torque = Pump impeller input torque Transmission efficiency Turbine runner output × = 100 (%) Pump impeller input =
Turbine runner output torque Pump impeller input torque
Speed ratio Turbine runner rpm = Pump impeller rpm
× speed ratio × 100 (%)
• Converter range, dimana penggandaan tenaga putaran (torque) dilakukan. • Coupling range, dimana terjadi transmisi tenaga putaran putaran sederhana tetapi bukan penggandaan. Cluctch point adalah garis pembatas antara kedua ini. Efisiensi transmisi dari konverter tenaga putaran (torque) menunjukan betapa efektifnya energi yang diberikan kepada pump impeller ditransmisikan ke turbine runner. Energi disini adalah output mesin dan yang proporsional dengan kecepatan mesin (rpm) dan tenaga putaran (torque). Karena torque ditransmisikan mendekati 1:1 dalam pelumas kopling, efisiensi transmisi dalam coupling range meningkat secara linear dalam proporsi pada kecepatan rasio. Tetapi, efisiensi transmisi dari konverter torque tidak mencapai 100%, tetapi umumnya kira-kira 95%. Energi yang terbuang ini karena adanya panas yang dihasilkan oleh pelumas dan friksi. Ketika pelumas bersirkulasi, ia akan didinginkan oleh pendingin minyak (oil cooler). (1/1)
-4-
Diagnosis Technicain - Automatic Transaxle
Torque Converter
Stall Point dan Clutch Point Coupling range Converter range
(%)
Torque ratio
80 3 60 Clutch point
2
40 1
Stall point
0
0.2
20
0.4
0.6
Speed ratio
0.8
1.0
Transmission efficiency
100
1. Titik Stall (Stall point) Titik stall (stall point) adalah situasi dimana turbinne runner tidak bergerak. Perbedaan kecepatan rotasi antara pump impeller dan turbine runner berada dalam keadaan maksimum. Rasio torque maksimum dari konverter torque adalah pada titik stall. (Umumnya berada dalam rentang 1.7 dan 2.5). Efisiensi transmisi adalah 0. PETUNJUK: Dalam uji stall yang nanti dijelaskan, performa konverter torque dan output mesin diuji pada keadaan mesin dinyalakan pada beban penuh (full throttle) pada titik stall ini. 2. Titik kopling (Clutch point) Ketika turbine runner mulai berputar dan rasio kecepatan meningkat, perbedaan kecepatan rotasi antara turbine runner dan pump impeller mulai berkurang. Pada saat itu, efisiensi transmisi meningkat. Efisiensi transmisi berada pada keadaan maksimum sebelum titik kopling (clutch point). Ketika rasio kecepatan mencapai tingkat tertentu, rasio torque menjadi hampir 1:1. Dengan kata lain, stator mulai berputar pada titik kopling (clutch point) dan koverter torque dan bekerja ketika pelumas mengalir untuk mencegah jatuhnya rasio torque di bawah 1. PETUNJUK SERVIS: Uji Stall Uji ini digunakan untuk memeriksa keseluruhan performa mesin dan transaxle (kopling dan rem dari unit planetary gear). Ini dilakukan dengan membuat kendaraan tidak dapat bergerak, lalu mengukur rpm mesin ketika mengganti persneling ke rentang "D" atau "R" dan menekan pedal akselator ke segala arah. (1/1)
-5-
Diagnosis Technicain - Automatic Transaxle
Fungsi Stator One-way Clutch
Deskripsi One-way clutch locked
Stator vane
Torque Converter
Arah pelumas memasuki stator dari turbine runner tergantung pada perbedaan dalam kecepatan rotasi antara pump impeller dan turbine runner. 1. Ketika perbedaan kecepatan rotasi besar Pelumas menyentuh permukaan depan dari stator vanes, menyebabkan stator berputar pada arah yang berlawanan dari putaran pump impeller. Namun, pump impeller tidak dapat berputar pada arah yang berlawanan karena stator dikunci oleh kopling satuarah (one-way clutch). Oleh karena itu, arah aliran pelumas berubah.
One-way clutch free Stator vane
2. Ketika perbedaan kecepatan rotasi kecil Sejumlah pelumas yang mengalir dari turbine runner mengalir ke dalam permukaan belakang stator vanes. Ketika perbedaan kecepatan minimum, sejumlah pelumas yang dikirim dari turbine runner menyentuh permukaan belakang stator vanes. Dalam hal demikian, stator vanes terpengaruh dengan aliran pelumas. Kopling satu-arah (one-way clutch) membuat stator. PETUNJUK SERVIS: • Ketika stator tidak dapat dikunci, timbul gejala gagalnya akselerasi karena sistem berada pada rentang coupling. Sebaliknya, ketika stator tidak dapat berputar dengan bebas, sistem tetap dalam rentang konverter dan timbul gejala seperti kecepatan tidak meningkat di atas kecepatan tertentu. • Pengecekan Kopling Satu-arah (One-way Clutch) (1/1) Pemeriksaan One-way Clutch Metode Pemeriksaan One-way clutch (1) Masukan SST ke dalam race dari kopling satu-arah.
SST
(2) Pasang SST agar ia tepat pada notch di sambungan konverter dan race lainnya dari kopling satu-arah. (3) Dengan konverter torque berdiri di sisinya, kopling akan mengunci ketika diputar berlawanan-arah jarum jam, dan akan bergerak bebas dan mulus ketika diputar searah jarum jam. Torque converter
Jika perlu, bersihkan konverter dan uji kembali kopling. Gantilah konverter jika dalam pengujian kopling tetap gagal.
(1/1)
-6-
Diagnosis Technicain - Automatic Transaxle
Kerja Konverter
Torque Converter
Cara Kerja Gambaran umum tentang cara kerja konverter torque ketika tuas perneling digerakan ke "D", "2", "L" atau "R" dijelaskan di bawah ini:
Turbine runner
Pump impeller
Transaxle case
Turbine runner
Pump impeller
Transaxle case
1. Mesin istirahat (idling), kendaraan berhenti Ketika mesin beristirahat, torque yang dihasilkan oleh mesin menjadi minimum. Jika rem (rem parkir dan/atau rem kaki) digunakan, beban turbine runner menjadi besar karena ia tidak dapat berputar. Karena kendaraan berhenti, rasio kecepatan turbine runner pada pump impeller adalah 0, di mana rasio torque adalah maksimum. Sehingga, turbine runner selalu siap untuk diputar dengan torque yang tinggi dengan torque yang dihasilkan oleh mesin.
from Engine
-7-
Diagnosis Technicain - Automatic Transaxle
Torque Converter
2. Kendaraan mulai berjalan Ketika rem dilepas, turbine runner dapat berputar dengan poros input transaxle. Jadi, turbine runner berputar dengan tenaga putaran (torque) yang lebih besar dari pada yang dihasilkan oleh mesin dengan menekan pedal akselerator. Lalu, kendaraan mulai bergerak. Turbine runner
Pump impeller
Transaxle case from Engine
Turbine runner
to Transaxle
Pump impeller
Transaxle case from Engine
to Transaxle
3. Kendaraan berjalan pada kecepatan rendah Saat kecepatan kendaraan meningkat, kecepatan rotasi turbine runner dengan cepat mendekati kecepatan pump impeller. Sehingga, rasio torque dengan cepat mendekati 1.0. Ketika rasio kecepatan turbine runner pada kecepatan pump impeller mendekati titik clutch, stator mulai bergerak dan penggandaan torque menurun. Dengan kata lain, konverter torque mulai bekerja sebagai pelumas coupling. Jadi, kecepatan kendaraan meningkat hampir pada proporsi linear dengan kecepatan mesin.
-8-
Diagnosis Technicain - Automatic Transaxle
Torque Converter
4. Kendaraan berjalan secara tetap pada kecepatan sedang atau tinggi. Konververter torque hanya berfungsi sebagai fluid coupling. Turbine runner berputar pada kecepatan yang hampir sama dengan kecepatan pump impeller. Turbine runner
Pump impeller
Transaxle case from Engine
to Transaxle
PETUNJUK: • Dalam keadaan normal ketika kendaraan mulai bergerak, konverter torque mencapai titik clucth dalam 2 sampai 3 detik. Namun, jika beban berat ketika kendaraan bergerak pada kecepatan sedang atau tinggi, konverter torque mungkin bekerja dalam rentang konverter. • Ketika rem dilepas, bahkan ketika pedal akselerator tidak ditekan, kendaraan mulai bergerak. Ini disebut fenomena creep. (1/1)
-9-
Diagnosis Technicain - Automatic Transaxle
Torque Converter
Mekanisme Lock-up Clutch
Deskripsi
Damper spring
Friction material
Converter case
Lock-up clutch Lock-up piston Turbine runner hub
Coupling range Converter range
(%)
3
80
Lock-up clutch ON
2
60 40
1
Torque ratio
0
0.2
20
0.4 0.6 Speed ratio
0.8
1.0
Low vehicle speed Medium to high vehicle speed
Transmission efficiency
Torque ratio
100 Transmission efficiency
Mekanisme lock-up clutch menghubungkan daya mesin secara langsung dan mekanis pada transaxle otomatis. Karena konverter torque menggunakan aliran pelumas untuk menghantarkan daya secara tidak langsung, maka terjadi kehilangan daya. Oleh karena itu, kopling (clutch) dipasang pada konverter torque untuk menghubungkan mesin dan transaxle secara langsung untuk mengurangi kehilangan daya. Ketika kendaraan mencapai kecepatan tertentu, mekanisme lock-up clutch digunakan untuk meningkatkan performa daya dan efisiensi bahan bakar. Kopling lock-up dipasang pada penghubung turbine runner, di depan turbine runner. Pegas damper menyerap gaya torsi ketika kopling digunakan untuk mencegah timbulnya kejut. Materi friksi (jenis yang sama yang digunakan dalam rem dan cakram kopling) dilekatkan pada converter case atau lockup piston dari konverter torque untuk mencegah slip pada waktu kopling digunakan (1/1) Cara Kerja
Turbine runner
Ketika kopling lock-up digerakkan, ia berputar bersama pump impeller dan turbine runner. Bekerja dan tidak-bekerjanya kopling lock-up ditentukan oleh perubahan pada arah aliran pelumas hidrolik dalam konverter torque ketika kendaraan mencapai kecepatan tertentu.
Pump impeller
Lock-up clutch Converter case
Lock-up relay valve
- 10 -
Diagnosis Technicain - Automatic Transaxle
Turbine runner
Torque Converter
Fluid flow
Pump impeller
Lock-up clutch Converter case
Pressurized fluid
1. Tidak bekerja (Disengaging) Sewaktu kendaraan berjalan pada kecepatan rendah, pelumas tertekan/ tekanan konverter (pressurized fluid) mengalir ke depan kopling lock-up. Sehingga, tekanan pada sisi depan depan dan belakang kopling lock-up menjadi sama, sehingga kopling lock-up tidak bekerja (disengages).
Transmission passage of power ENGINE
DRIVE PLATE to Oil cooler
CONVERTER CASE
Lock-up relay valve
PUMP IMPELLER TURBINE RUNNER TURBINE RUNNER HUB INPUT SHAFT
Lock-up clutch
Turbine runner
Fluid flow
Pump impeller
Converter case
Pressurized fluid Drain
Transmission passage of power
2. Bekerja (Engaging) Ketika kendaraan berjalan tetap pada kecepatan sedang atau tinggi (umumya di atas 60 km/jam), pelumas tertekan/ tekanan konverter (pressurized fluid) mengalir ke belakang depan kopling lock-up. Sehingga, converter case dan lock-up clutch tersambung secara langsung. Hasilnya, lock-up clutch dan converter case berputar bersamasama. (Contohnya, lock-up clutch bekerja.)
ENGINE
DRIVE PLATE
Lock-up relay valve
CONVERTER CASE LOCK-UP CLUTCH
TURBINE RUNNER HUB INPUT SHAFT
(1/1)
- 11 -
Diagnosis Technicain - Automatic Transaxle
Torque Converter
Latihan Pergunakan Latihan untuk memeriksa tingkat pemahaman materi pada Bab ini. Setelah menjawab setiap Latihan, anda dapat menggunakan tombol referensi untuk melihat halaman yang terkait dengan pertanyaan yang diajukan. Jika jawaban anda salah, mohon kembali mengulang materi dan menemukan jawaban yang benar. Jika seluruh pertanyaan telah dijawab dengan benar, anda dapat meneruskan ke Bab selanjutnya.
Chapter Page with Related Text
Exercises
All Answers Correct
Next Chapter Page with Related Text
Incorrect Answer
Return to page of related text for review
Exercises
All Answers Correct
Incorrect Answer
Return to page of related text for review
- 12 -
Diagnosis Technicain - Automatic Transaxle
Torque Converter
Pertanyaan- 1 Berilah tanda pada setiap pernyataan Benar atau Salah. .
Pertanyaan
No.
Benar / Salah
1
Transmisi tenaga putaran (torque) dilakukan oleh sirkulasi cairan melalui pompa impeller dan turbine runner.
Benar
Salah
2
Stator menggandakan tenaga putaran (torque).
Benar
Salah
3
Pada titik kopling, perbedaan kecepatan rotasi antara pompa impeller dan turbine runner adalah maksimum.
Benar
Salah
4
Konverter tenaga putaran tidak berfungsi tanpa mekanisme kopling lock-up.
Benar
Salah
Pertanyaan- 2 Ilustrasi di bawah ini menunjukan konstruksi torque converter. Pilihlah nama-nama yang tepat untuk setiap nomor. .
3 1 4 2 5
a) Pump impeller
b) Turbine runner
Jawab: 1.
2.
c) Stator
d) One-way clutch
3.
e) Converter case
4.
5.
Pertanyaan- 3 Pernyataan-pernyataan di bawah ini berkaitan dengan kerja torque converter. Pilihlah pernyataan yang Benar. 1. Roda sumbu pompa (pump impeller) selalu berputar ketika mesin berotasi. 2. Turbine runner berputar bersama converter case sebagai sebuah kesatuan. 3. Ketika kendaraan dinyalakan, stator menjadi idle. 4. Mesin bekerja dan turbine runner berotasi sehingga pump impeller juga berotasi.
- 13 -
Jawaban Benar
