Makalah Kopling, Transmisi, dan Differential

Kata Pengantar

Assalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh.

Alhamdulillahirabbilalamin, banyak nikmat yang Allah berikan, tetapi sedikit sekali yang kita ingat. Segala puji untuk Allah Tuhan seru sekalian alam atas segala berkat, rahmat, taufik, serta hidayah-Nya yang tiada terkira besarnya, sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah dengan judul ”Makalah Kopling, Transmisi, dan Differential. “

Dalam penyusunannya, penulis memperoleh banyak bantuan dari berbagai pihak, karena itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: Kedua orang tua dan Pak Indra selaku guru Chasis yang telah memberikan dukungan, kasih, dan kepercayaan yang begitu besar. Dari sanalah semua kesuksesan ini berawal, semoga semua ini bisa memberikan sedikit kebahagiaan dan menuntun pada langkah yang lebih baik lagi.

Meskipun penulis berharap isi dari makalah ini bebas dari kekurangan dan kesalahan, namun selalu ada yang kurang. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun agar makalah ini dapat lebih baik lagi.

Akhir kata penulis berharap agar makalah ini bermanfaat bagi semua pembaca.

Pati,   November 2015

                                                                                                                               Penyusun

Daftar Isi

KOPLING

Ø  Pengertian Kopling ……………………………………………………………………  

Ø  Kopling dan Fungsinya ………………………………………………………………   

Ø  Komponen Utama Kopling …………………………………………………..………   

Ø  Cara Kerja Kopling …………………………………………………………………...    

TRANSMISI

TRANSMISI MANUAL

Ø  SYARAT PENTING TRANSMISI ………………………………………………….   

Ø  PERBANDINGAN GIGI ……………………………………………………………..   

Ø  KONSTRUKSI TRANSMISI ……………………………………………………..….  

Ø  MACAM-MACAM TRANSIMISI MANUAL. ………………………………….…   

Ø  Macam – Macam system pemindahan daya ………………………………………..  

TRANSMISI OTOMATIS

Ø  Fungsi dan macam transmisi otomatis ………………………………………………  

Ø  JENIS-JENIS TRANSMISI OTOMATIS ……………………………………………

Ø  KOMPONEN-KOMPONEN UTAMA ………………………………………………

DIFFERENTIAL/GARDAN

Ø  Cara Kerja Differential ……………………………………………………………….

Ø  alan Lurus …………………………………………………………………….………..

Ø  Belok Kanan ……………………………………………………………………………

Ø  Belok Kiri ………………………………………………………………………………

Ø  Salah Satu Roda Masuk Lumpur ……………………………………………………

Ø  Prinsip Dasar Differential Gear …………………………………………………….

Ø  Konstruksi Differential ………………………………………………………………

Ø KOPLING

Ø  Pengertian Kopling

            Kopling merupakan komponen mesin yang banyak sekali digunakan dalam konstruksi mesin. Kopling adalah alat yang digunakan untuk menghubungkan dua poros pada kedua ujungnya dengan tujuan untuk mentransmisikan daya mekanis.Kopling biasanya tidak mengizinkan pemisahan antara dua poros ketika beroperasi, namun saat ini ada kopling yang memiliki torsi yang dibatasi sehingga dapat slip atau terputus ketika batas torsi dilewati.

Kopling terletak di antara engine dan transmisi yaitu suatu unit penggerak atau system yang merupakan bagian dari system pemindah daya dengan fungsi untuk memutus dan menghubungkan putaran dan daya mesin ke unit pemindah tenaga dengan lembut dan cepat. Jika pedal kopling ditekan/diinjak, tidak ada gaya putar yang ditransfer dari mesin ke komponen yang lain dari pemindah daya. Dan sebaliknya Jika pedal kopling dilepas, gaya putar/torsi dari mesin ditransfer oleh pemindah daya ke roda penggerak

Kopling adalah alat yang memenuhi persyaratan.

1.      Dapat meneruskan putaran poros engkol ke transmisi (persneling).

2.      Dapat melepaskan hubungan antara poros engkol mesin dengan transmisi.

3.   Dapat meneruskan perputaran poros engkol mesin ke transmisi secara berangsur-angsur secara merata tanpa hentakan.

Ø  Kopling dan Fungsinya

            Kopling digunakan dalam permesinan untuk berbagai tujuan:

Untuk menghubungkan dua unit poros yang dibuat secara terpisah, seperti poros motor dengan roda atau poros generator dengan mesin. Kopling mampu memisahkan dan menyambung dua poros untuk kebutuhan perbaikan dan penggantian komponen.

Untuk mendapatkan fleksibilitas mekanis, terutama pada dua poros yang tidak berada pada satu aksis.

Untuk mengurangi shock load dari satu poros ke poros yang lain.

Untuk menghindari beban kerja berlebih.

Untuk mengurangi karakteristik getaran dari dua poros yang berputar.

Tujuan utama dari kopling adalah menyatukan dua bagian yang dapat berputar.Dengan pemilihan, pemasangan, dan perawatan yang teliti, performa kopling bisa maksimal, kehilangan daya bisa minimum, dan biaya perawatan bisa diperkecil.

Ø  Komponen Utama Kopling

a). Roda Penerus

Selain sebagai penstabil putaran motor,roda penerus juga berfungsi sebagai

dudukan hampir seluruh komponen kopling.

b).  Pelat Kopling

Kopling berbentuk bulat dan tipis terbuat dari plat baja berkualitaas tinggi.

Kedua sisi plat kopling dilapisi dengan bahan yang memiliki koefesien gesek

tinggi. Bahan gesek ini disatukan dengan plat kopling dengan menggunakan keling (rivet).

 c). Pelat Tekan

Pelat tekan kopling terbuat dari besi tuang.pelat tekan berbentuk bulat dan  diameternya hampir sama dengan diameter plat kopling. salah satu sisinya (sisi  yang berhubungan dengan plat kopling) dibuat halus, sisi ini akan menekan plat  kopling dan roda penerus, sisi lainnya mempunyai bentuk yang disesuaikan dengan  kebutuhan penempatan komponen kopling lainnya.

 d). Unit Plat Penekan

Sebagai satu kesatuan dengan plat penekan, pelat penekan dilengkapi dengan sejumlah pegas spiral atau pegas diaphragma. tutup dan tuas penekan. Pegas digunakan untuk memberikan tekanan terhadap pelat tekan, pelat kopling dan roda penerus.jumlah pegas (kekuatan tekan) disesuikan dengan besar daya yang harus dipindahkan.

Ø  Cara Kerja Kopling

Ketika putaran mesin naik lebih tinggi maka lengan berpemberat di dalam kopling akan mengayun ke arah luar dan menekan kopling untuk berhubungan. Jenis paling umum mempunyai bantalan gesek atau “sepatu” yang terpasang melingkar untuk menghubungkan poros tengah dengan bagian dalam dari rumah kopling. Di poros tengah terdapat beberapa pegas yang terhubung dengan bantalan gesek. Ketika poros tengah berputar cukup cepat maka pegas ini akan merenggang dan membuat bantalan gesek bersentuhan dengan permukaan gesek yang terhubung dengan bagian yang akan diputar. Cara kerja ini bisa dibandingkan sebagagai kebalikan dari cara kerja rem drum

Secara lengkap dan umum cara kerja kopling dapat dijelaskan sebagai berikut :

1. Handel kapling ditekan.

2. Tangkai pelepas kopling (clutch release lever) tertarik oleh kabel kopling.

3. Nok pelepas (release cam) pada poros tangkai pelepas kopling mendorong batang pengangkat (lifter rod).

4. Batang pengangkat menekan pengangkat (lifter pin) dan pelat pengangkat (lifter plate).

5. Pelat pengangkat menekan pegas-pegas kopling dan mendorong piringan penekan (pressure plate) sehingga menjauhi susunan pelat-pelat gesek kopling.

6. Terjadilah jarak renggang kecil diantara pelat-pelat gesek dan pelat-pelat baja sehingga perputaran rumah kopling tidak diterusan lagi ke pusat kopling. Dengan melepaskan handel kopling secara perlahan-lahan maka gaya tekan pegas sedikit demi sedikit diteruskan kembali pada susunan pelat-pelat gesek kopling, yang pada akhimya pelat-pelat baja beserta pusat kopling mulai mengikuti perputaran rumah kopling secara merata.

Ø TRANSMISI MANUAL

Transmisi manual merupakan gabungan roda-roda gigi yang memindahkan putaran dan momen poros engkol ke roda-roda penggerak.

Sedangkan tujuan utama transmisi adalah untuk memindahkan tenaga mesin sesuai dengan kondisi pengendaraan, juga dapat memenuhi tujuan lain sperti dibawah ini, disesuaikan dengan karakterristik mesin yang banyak digunakan pada kendaraan dewasa ini.

   a. Menghasilkan tenaga yang lebih besar untuk saat start dan berjalan di temapt yang mendaki.

   b. Menggerakkan roda-roda pada kecepatan tinggi selama pengendaraan kecepatan tinggi (light-speed driving).

   c. Menggerakkan roda-roda pada arah berlawanan untuk mundur.

Ø  SYARAT PENTING TRANSMISI 

   Syarat-syarat penting yang diperlukan transmisi adalah sebagai berikut :

   a. Harus mudah tepat dan cepat kerjanya.

   b. Dapat memindahkan tenaga dengan lembut dan tepat.

   c.. Ringan, praktis dalam bentuk, bebas masalah dan mudah dioperasikan.    

   d. Harus ekonomis damn mempunyai efisiensi yang tinggi.

   e. Mempunyai kemampuan yang tingg.

   f.  Harus mudah untuk perawatan

     Transmisi manual menghasilkan perubahan momen dalam beberapa tahap. Idealnya momen dapat berubah secara langsung seperti otomatis. Saat ini, transmisi otomatis lebih baik dari jenis manual. Saat kendaraan mulai berjalan atau menanjak dibutuhkan moment yang besar untuk itu kita memerlukan beberapa bentuk mekanisme perubah moment.

      Gambar: Perubahan momen

     

Tetapi moment yang besar tidak dibutuhkan saat kecepatan tinggi, pada saat mobil menempuh jalan rata, moment mesin cukup untuk mengerakkan mobil.

Transmisi digunakan untuk mengatasi hal ini dengan cara merubah perban-dingan gigi, untuk : 

a. Merubah momen.

b.   Merubah kecepatan kendaraan

c. Memungkinkan kendaraan bergerak mundur

d. Memungkinkan kendaraan diam saat mesin hidup (posisi netral)  

e.Mereduksi perbandingan gigi antara gigi yang menggerakan dengan gigi yang digerakkan

Ø  PERBANDINGAN GIGI

      Kombinasi Dasar Roda Gigi

      A : Roda gigi penggerak (drive gear)

      B  : Roda gigi yang digerakkan (driven gear)

Untuk menggerakkan kendaraan ke arah mundur, pada perbandingan gigi transmisi ditambahkan idle gear, untuk memperoleh putaran input shaft dan output shaft yang berlawanan. Perbandingan gigi yang lebih kecil dari satu (jika putaran propeller shaft lebih cepat dari putaran mesin) disebut over drive

 Ø  KONSTRUKSI TRANSMISI 

Di bawah ini dijelaskan konstruksi transmisi MSG5K yang digunakan pada kendaraan Phanter. Transmisi ini untuk semua kecepatan maju digunakan mekanisme synchromesh type, sedangkan untuk gigi mundur menggunakan mekanisme constantmesh type.

      Komponen-komponen utama transmisi manual dan fungsinya

No	Komponen	Fungsi
1	Transmission input salt Poros Input transmisi	Sebuah poros dioperasikan dengan kopling yang memutar gigi di dalam gear box
2	Transmission gear Gigi transmisi	Untuk mengubah output gaya torsi yang meninggalkan transmisi
3	Synchroniser Gigi penyesuai	Komponen yang memungkinkan perpindahan gigi pada saat mesin bekerja/hidup
4	Shift fork Garpu pemindah	Batang untuk memindah gigi atau synchronizer pada porosnya sehingga memungkinkan gigi untuk dipasang/dipindah
5	Shift linkage Tuas Penghubung	Batang/tuas yang menghubungkan tuas persneling dengan shift fork
6	Gear shift lever Tuas pemindah persneling	Tuas yang memungkinkan sopir memindah gigi transmisi
7	Transmision case Bak transmisi	Sebagai dudukan bearing transmisi dan poros- poros serta sebagai wadah oli/minyak transmisi
8	Output shaft Poros output	Poros yang mentransfer torsi dan transmisi ke gigi terakhir
9	Bearing Bantalan/laker	Mengurangi gesekan antara permukaan benda yang berputar di dalam system transmisi
10	Extension housing Pemanjangan bak	Melingkupi poros output transmisi dan menahan seal oli belakang. Juga menyokong poros output.

Ø  MACAM-MACAM TRANSIMISI MANUAL.

1.   Tansmisi tiga kecepatan dengan slidingmesh

Transmisi ini telah digunakan pada kendaraan bermotorpada tahun 1930-an.  untuk memahami prinsip kerja sebuah transmisi, khusunya bagaimanan proses pemindahan/transfer tenaga/momen dilakukan di dalam sebuah transmisi kendaraan bermotor. Skema sederhana model transmisi ini, dapat dilihat pada gambar 4 berikut ini. Transmisi ini menggunakan roda gigi jenis spur gear dan dibuat dengan tiga poros yang terpisah, yaitu :

(1) Poros primer  (input shaft) - yaitu poros yang menerima gerak putar pertama dari kopling.

(2) Poros perantara (countershaft) – yaitu tempat roda gigi counter ditempatkan.

(3) Poros utama (mainshaft/output shaft) – yaitu poros keluar dari transmisi, ke komponen system pemindah tenaga lainnya.

       Gambar: Konstruksi transmisi Sliding mesh type

Pada tipe ini shift arm menggerakkan gigi-gigi percepatan yang terpasang pada spline main shaft untuk menghubungkan dan memutuskan hubungan antara gigi percepatan dengan counter gear. Sekarang tipe ini digunakan untuk gigi mundur.

Seperti pada gambar di atas model ini dilengkapi dengan gigi-gigi yang meluncur (sliding gear) dan berbagai macam ukurannya yang dipasangkan pada poros outputnya. Dengan meluncurkan gigi-gigi ini agar berkaitan dengan gigi susun (counter gear) untuk memperoleh pengaturan yang sempurna, bermacam perbandingan yang dapat diperoleh. Kombinasi yang umum pada transmisi model ini 3 sampai 5 tingkat dan satu tingkat untuk mundur.

Poros primer yang dihubungkan dengan kopling, ujungnya dipasang mati dengan roda gigi pinion sebagai pemutar tetap pada system transmisi, dan memberikan putaran pada kelompok roda gigi pada poros perantara. Sementara roda gigi pada poros utama dapat digeser-geser dan secara sindiri-sendiri dapat dihubungkan dengan roda gigi yang ada pada poros perantarara tang dibuat berpuat bersama. Penggeseran roda gigi pada poros utama, menggunakan pemindah gigi  diteruskan ke garpu selector (13).

Pada posisi netral, semua roda gigi pada poros utama diposisikan tidak berhubungan dengan roda gigi yang ada pada poros perantara (output shaft). Putaran dari poros primer  (Input shaft) diteruskan ke roda gigi pada poros perantara, namun tidak memutar roda gigi yang ada pada poros utama. Dengan kata lain, putaran dari poros primer tidak ditransfer ke poros utama/output transmisi.

2.   Transmisi Constantmesh Type

Pada transmisi model constant mesh, gigi roda gigi yang berkaitan harus dapat bergerak pada putaran yang sama, bila tidak gigi-gigi akan berbunyi dan tidak berkaitan dengan mudah.Model constant mesh telah dikembangkan untuk membatasi kekurangan pada tingkat tertentu. Gambar menunjukan sebuah transmisi yang mana pada keempat dan ketiganya yang terdiri dari model constantmesh. Pada model ini gigi input shaft dan counter gear ada dalam perkaitan yang tetap (constant mesh). Gigi ketiga pada output shaft dibuat berputar bebas di shaft. Pada gigi kopling (clutch gear) diberi alur-alur dan diposisikan sedemikian rupa pada poros output hingga dapat digerakkan sepanjang alur-alur untuk berkaitan dengan ujung gigi.

    Gambar; Transmisi Type Constantmesh

3.   Transmisi synchromesh type

Konsep aliran tenaga/momen sama dengan yang dipergunakan pada transmisi tiga kecepatan diatas. Perbedaannya pada transmisi ini tidak menggunakan system sliding gear kecuali untuk reverse. Kondisi ini jadi memungkinkan dipergunakan bentuk gigi selain pur, baik yang bentuk helical atau yang dobel helical. Bentuk gigi ini disamping lebih kuat karena kontak antar giginya lebih luas, suaranya juga lebih halus.

Konstruksi transmisi ini, seluruh roda gigi pada poros utama (main shaft) terhubung bebas. Sedangkan sychromesh dengan poros utama terhubung sliding.

              Gambar : Transmisi Type Sinchromesh

Posisi netral, adalah posisi dimana kedua synchromesh tidak sedang menghubungkan roda gigi, dan roda gigi untuk posisi reverse juga tidak terhubung. Sehingga putaran pada poros primer dipindahkan ke roda gigi yang ada pada poros perantara dan dipeindahkan ke roda gigi yang ada pada poros utama namun tidak memutar poros utama.

Bagian-bagian utama synchromesh terdiri dari :

1.       Syncrhonizer ring        : Disamping bagian gigi-gigi yang tirus pada output shaft

2.       Shifting key             : Dipasangkan ditiga tempat dibagian luar diameter clutch hub dan ditekan oleh pegas-pegas ke hub sleeve

3.       Shifting key spring      : Ring pegas yang menahan shifting key pada baigian dalam

4.       Clutch hub                    : Berkaitan dengan output shaft pada alur-alurnya

5.       Hub sleeve                   : Berkaitan dengan bagian luar (spline). Dilengkapi dengan alur  bagian luar untuk garpu pengatur (shift fork).

Ø  Macam – Macam system pemindahan daya

System pemindah gigi handel langsung konstruksinya

1.   Tipe Pengontrol Langsung (Direct Control)

Tipe ini mempunyai keuntungan : 

·        Pemindahan gigi lebih cepat.

·        Pemindahan lebih lembut dan mudah.

·        Posisi pemindah dapat dike-tahui dengan mudah.

                 Gambar : Mekanisme Pemindah Diret Control

2.   Tipe Remote Control 

Pada tipe ini transmisi terpisah dari tuas pemindah (shift lever).Shift lever terletak pada steering column (steering column type) pada kendaraan tipe FR (mesin depan penggerak roda belakang) atau terletak pada lantai (floor shift type) pada kendaraan FF (mesin depan penggerak roda depan).

     Gambar: Mekanisme Sistem Pemindah Remote control

Ø TRANSMISI OTOMATIS

Keuntungan dari transmisi otomatis daranya adalah :

a. Tidak adanya pedal kopling, sehingga pengoprasian kendaraan lebih mudah.

b. Perpindahan kecepatan dapat dilakukan secara lembut

c. Tidak terjadinya hentakan pada saat perpindahan kecepatan

               Gambar : Transmisi Otomatis

Ø  Fungsi dan macam transmisi otomatis

Transmisi otomatis adalah transmisi yang perpindahan giginya terjadi secara otomatis berdasarkan beban mesin (besarnya penekanan pedal gas) dan kecepatan kendaraan.

Ø  JENIS-JENIS TRANSMISI OTOMATIS

Transmisi otomatis dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu:

• Automatic transaxle, digunakan untuk kendaraan FF (Front-engine, Front-wheel-drive).

• Automatic transmission, digunakan untuk kendaraan FR (Front-engine, Rear-wheel-drive)

       

                               Gambar : Jenis-jenis Transmisi

Ø  KOMPONEN-KOMPONEN UTAMA

Transmisi otomatis terdiri dari beberapa komponen utama sebagai berikut:

• Torque converter

• Planetary gear unit

• Hydraulic control unit

• Manual linkage

• Automatic transmission fluid

Ø DIFFERENTIAL/GARDAN

Fungsi utama gardan adalah membedakan putaran roda kiri dan kanan pada saat mobil sedang membelok.Hal itu dimaksudkan agar mobil dapat membelok dengan baik tanpa membuat kedua ban menjadi slip atau tergelincir. Untuk mempelajari cara kerja gardan berikut ini , sebaiknya Anda baca terlebih dahulu postingan saya tentang mengenal gardan . Adapun cara kerja gardan adalah sebagai berikut :

Ø  Cara Kerja Differential

Jalan Lurus

Drive pinion memutarkan ring gear, ring gear memutarkan differential case, differential case menggerakkan pinion gear melalui pinion shaft dan pinion gear memutarkan side gear kiri dan kanan dengan rpm yang sama karena tahanan roda kiri dan kanan sama, sehingga menyebabkan putaran roda kiri dan kanan sama. 

Ø  Belok Kanan

Drive pinion memutarkan ring gear, ring gear memutarkan differential case, differential case menggerakkan pinion gear melalui pinion shaft dan pinion gear memutarkan side gear kiri mengitari side gear kanan karena tahanan roda kanan lebih besar, sehingga menyebabkan putaran roda kiri lebih besar dari roda kanan. 

Ø  Belok Kiri

Drive pinion memutarkan ring gear, ring gear memutarkan differential case, differential case menggerakkan pinion gear melalui pinion shaft dan pinion gear memutarkan side gear kanan mengitari side gear kiri karena tahanan roda kiri lebih besar, sehingga menyebabkan putaran roda kanan lebih besar dari roda kiri.

 

Ø  Salah Satu Roda Masuk Lumpur

Saat salah satu roda masuk lumpur maka roda yang masuk lumpur terse-but mempunyai tahanan yang kecil, dan menyebabkan sulitnya menge-luarkan roda dari lumpur.

Ø  Differential terbagi menjadi dua bagian utama :

1.    Final gear

Yang terdiri dari drive pinion dan ring gear, dan berfungsi untuk memperbesar momen dan meru-bah arah putaran sebesar 90º.

2.    Differential gear

Yang terdiri dari side gear dan pinion gear, dan berfungsi untuk membedakan kecepatan putar roda kiri dan kanan saat membelok.

A.   FINAL GEAR

Saat ini final gear terdiri dari dua tipe :

1.  Hypoid bevel gear

Tipe ini digunakan pada kendaraan penggerak roda belakang, dimana drive pinion terpasang offset dengan garis tengah ring gear.

Mempunyai keuntungan yaitu bunyi lebih halus.

2.  Helical gear

Tipe ini digunakan pada kendaraan penggerak roda depan.

Mempunyai keuntungan yaitu bunyi dan getaran lebih kecil dan momen dapat di-pindahkan dengan lembut.

B.   DIFFERENTIAL GEAR

Saat kendaraan membelok, jarak tempuh roda bagian dalam (A) lebih kecil dari jarak tempuh ro-da bagian luar (B), dengan demi-kian roda bagian luar harus ber-putar lebih cepat dari roda ba-gian dalam.

Bila roda-roda berputar dengan putaran yang sama, maka salah satu ban akan slip, yang akan menyebabkan ban akan cepat aus. Untuk mengatasi hal ini di-perlukan differential gear  dengan tujuan membedakan putaran roda.       

Ø  Prinsip Dasar Differential GearBila kedua rack diberi beban yang sama, maka ketika shackle ditarik ke atas akan menyebab-kan kedua rack akan terangkat pada jarak yang sama karena tahanan sama dan pinion gear tidak berputar.

 Tetapi bila beban yang lebih be-sar diletakkan pada rack sebelah kiri dan shackle ditarik ke atas, maka pinion gear akan berputar sepanjang gerigi rack yang men-dapat beban lebih berat dise-babkan adanya perbedaan taha-nan. Dan ini mengakibatkan rack yang mendapat beban lebih kecil akan terangkat.

Ø  Konstruksi Differential

1.    Drive pinion

2.    Ring gear

3.    Differential case

4.    Side gear

5.    Pinion gear

6.    Pinion shaft

7.    Axle shaft

1.   Side bearing cap                                    10.  Oil seal  

2.   Side bearing                                           11.  Flange yoke

3.   Backlash adjusting shim                      12.  Pinion shaft

4.   Drive pinion shaft                                 13.  Side gear

5.   Pinion depth adjusting shim               14.  Backlash thrust washer

6.   Drive pinion inner bearing                  15.  Pinion gear

7.   Colapsible spacer                                  16.  Ring gear

8.   Differential housing                              17.  Lock pin

9.   Drive pinion outer bearing                  18.  Differential case