5/19/2018 140488596-Power-Train

1/70

1

POWER TRAIN

DAFTAR ISI

OBJECTIVE i

I. Dasar-Dasar Power Train 1

I.1. Definisi 1

I.2. Komponen Utama Power Train 1

I.2.1. Penghubung antara engine dengan transmission 1

I.2.1.1. Flywheel Clutch 1

I.2.1.2.Torque Converter 2

I.2.2. Transmission 3

1.2.2.1. Direct Drive Transmission 2

I.2.2.2. Power Shift Transmission 3

I.2.2.3. Hydrostatic Transmission 4

I.2.3. Transfer Gear 4

I.2.4. Differential/Bevel Gear 4

I.2.5. Final Drive 5

I.3. Komponen Power Train Pada Wheel Loader 5

I.4. Komponen Power Train Pada Track Type Tractor 6

I.5. Planetary Gear Set 6

II. Penghubung Antara Engine Dengan

Transmission 8

II.1. Torque Converter 8

II.1.1 Torque Converter Ratio Valve 10

II.1.2 Torque Converter Outlet Relief Valve 11

II.2 TORQUE DIVIDER 12

II.3 TORQUE CONVERTER DENGAN LOCK-UP 15

II.3.1 Converter Drive 15

II.3.2 Direct Drive 16

5/19/2018 140488596-Power-Train

2/70

2

II.3.3 Komponen Torque Converter dengan Lock Up 17

II.3.4 One-Way Clutch (Freewheel) 18

II.4 Variable Capacity Torque Converter (VCTC) 19

II.5 Torque Converter Dengan Variable Capacity Torque Converter

(VCTC) Dan Lock Up 20

III. TRANSMISSION 23

III.1 DIRECT DRIVE TRANSMISSION 23

III.1.1 Sliding Gear 23

III.1.2 Collar Shift/Constant Mesh 24

III.1.3 Synchromesh 25

III.2 Power Shift Transmission 26

III.2.1 Planetary Gear Set 26

III.2.2 Counter Shaft 28

III.2.3 Transmission Control Valve 29

III.2.3.1 Konvensional Control Valve-

Transmission Hydraulic Control Valve 29

III.2.3.2 Electric Transmission Control

Valve dengan ON/OFF Solenoid 35

III.2.3.3 Transmission ICM Hydraulic System 37

III.2.3.4 Electronic Clutch Pressure Control (ECPC) 38

III.3 HYDROSTATIC TRANSMISSION 40

III.4 POWER TRAIN HYDRAULIC SYSTEM 41

III.4.1 Oil Filter 43

IV. DIFFERENTIAL 44

IV.1 Standard Differential 44

IV.2 Nospin Differential 45

IV.3 Limited Slip Differential 46

IV.4 Differential Lock 46

V. FINAL DRIVE 48

5/19/2018 140488596-Power-Train

3/70

3

VI. STEERING DAN BRAKE 50

VI.1 Steering System 51

VI.1.1 Differential Steering 51

VI.1.2 Steering Clutch & Brake 52

VI.1.3 Steering dengan Track Motor 53

VI.2 Brake (Rem) 54

5/19/2018 140488596-Power-Train

4/70

4

POWER TRAIN

TOPIC OBJECTIVE

Power train Introduction to power trainList the major component of power train and function

Power train component List the major components & function ofat Wheel Loader power train at Wheel Loader

Power train components List the major components & function ofat Track Type Tractor power train at Track Type Tractor

Planetary gear set Identify components, function and advantageList the function of planetary gear set and where used

Differential and Identify components & functionBevel Gear Describe the purpose of bevel gear

Describe the purpose of differentialList the type of differential used by Caterpillar and differentbetween each type

Torque Converter List the function of Torque ConverterIdentify components at Torque ConverterList the function each componentTorque converter system operation

Torque Converter Component locationsRatio Valve Component function

Component system operation

Torque Converter Component locationsOutlet Relief Valve Component function

Component system operation

Torque Divider Identify component at Torque DividerList the function each componentMechanical & Hydraulic flow at torque dividerTorque Divider system operation

Torque Converter Identify componentswith Lockup Identify the different between torque converter drive and

direct driveOne-way clutch system operation

Variable Capacity Identify components

Torque Converter Identify the different operation between minimum

capacity and maximum capacity

Torque Converter Identify componentswith VCTC & lockup Application

Direct Drive Transmission List the types of transmission used by CaterpillarList the different between sliding gear and constant mesh

Power shift Transmission Identify components and function

5/19/2018 140488596-Power-Train

5/70

5

Power flow inside power shift transmission

Hydrostatic Transmission Identify components and functionAdvantage of hydrostatic transmission

Power Train Hydraulic Identify components and function at powerSystem train hydraulic system

Power train hydraulic system operationList the different between differential steering and steeringclutch & brake transmission hydraulic system

Oil Filter Identify component & function at oil filterMaintenance power train system

Transmission Hydraulic Identify componentsControl Valve List the function each components

Transmission control valve system operationTerminologies at power train pressureTransmission control valve at wheel loaderShow clutch engagement pressure chart

Electric Transmission Identify componentwith on/off Solenoid Different power train hydraulic system with conventional type

Transmission ICM Identify components and functionHydraulic System Different power train hydraulic system with other system

Electronic Clutch Identify components and functionPressure Control Different power train hydraulic system with other system

Final Drive Identify components at final driveFinal drive system operation

Steering system List the type of steering system used at track typeDifferential steering component and function

Advantage of differential steeringDifferential steering system operationIdentify components & function at Steering clutch & brakeSteering clutch & brake system operation

Brake Function of brake systemList the brake system used by CaterpillarSystem operation of each brake system

5/19/2018 140488596-Power-Train

6/70

6

POWER TRAIN

I. Dasar-Dasar Power Train

I.1. Definisi

Power train merupakan suatu sistem yang meneruskan tenaga atau

powerdari enginesampai ke penggerak akhir atau final drive.

I.2. Komponen Utama Power Train

Pada dasarnya komponen utama dalam rangkaian power trainterdiri dari:

Flywheel clutch/ torque converter

Direct drive/ powershift transmission

Differential/ bevel gear

Final drive

Pada beberapa tipe power train yang menggunakan sistem penggerak

ganda (4 wheel drives), setelah transmissiondipasang transfer gear.

I.2.1.Penghubung antara enginedengan transmission

Ada dua macam penghubung antara engine dan transmission pada

Caterpillarmachineyaitu:

Flywheel clutch

Torque converter

I.2.1.1.Flywheel Clutch

Flywheel clutch merupakan komponen yang menghubungkan engine

dengan transmission secara mekanikal. Hubungan tersebut dapat disambung

atau diputus sesuai kebutuhan operator.

5/19/2018 140488596-Power-Train

7/70

7

I.2.1.2.Torque Converter

Torque converter merupakan komponen yang menghubungkan engine

dengan transmission secara hydraulic. Jadi tidak ada hubungan mekanikallangsung antara enginedengan transmission.

Torque converterada beberapa macam, antara lain:

Torque converter, digunakan pada sebagian besar power shift machine,

contohnya wheel loader tipe kecil, track type tractor (D3 D5) dan yang

lainnya.

Torque divider, digunakan pada machine track type tractor(D6 - D11).

Variable capacity torque converter (VCTC), digunakan pada machine

wheel loadertipe besar contohnya 988 - 992.

Torque converterdengan lock up, digunakan pada machine off high way

truck, articulated dump truckdan yang lainnya.

Gabungan antara impeller clutch dengan lock up, digunakan pada

machine wheel loadertipe besar antara lain 980, 992, 994 dan yang lainnya.

I.2.2. Transmission

Transmissionberfungsi untuk:

Mengubah arah

Mengubah kecepatan

Mengubah daya atau torque

Caterpillarmempunyai tiga jenis transmissionyaitu:

Direct Drive Transmission

Power Shift Transmission

Hydrostatic Transmission

1.2.2.1.Direct Drive Transmission

Direct drive transmission adalah transmission yang menggunakan

flywheel clutchsebagai media penghubung dan pemutus antara enginedengan

5/19/2018 140488596-Power-Train

8/70

8

transmission. Clutch ini dioperasikan secara manual. Flywheel clutch berguna

pada saat awal machine akan bergerak dan pada saat perpindahan gigi (gear

shifting).

Transmissionini dipergunakan pada machineCaterpillaryang aplikasinyadi medan kerja yang relatif rata, tidak terlalu sering mengubah kecepatan

ataupun arah dan beban kerja yang relatif ringan. Contohnya pada traktor

pertanian, motor graderdan sebagainya.

I.2.2.2.Power Shift Transmission

Power shift transmissionadalah transmissionyang menggunakan clutch

fluida dimana perpindahan giginya langsung tanpa harus memutuskan

hubungan antara engine dengan transmission (on the go shifting). Hal ini

mempermudah pada saat pengoperasiannya.

Aplikasi dari sistem transmission ini adalah untuk machine yang sering

berubah kecepatan dan arah maju mundurnya serta beban kerja yang relatif

berubah-ubah dan berat.

Dari cara perpindahan giginya transmissionada dua macam yaitu:

Power shift transmission(manual gear shifting)

Automatic transmission(automatic shifting)

Adapun jenis dari powershift transmissionadalah sebagai berikut:

Planetary gear set: pengaturan kecepatan dan arah kerja dengan cara

meng-engaged-kan disc dan plate sehingga salah satu dari komponen

planetary gear setmeneruskan tenaga ke ke output shaftdari transmission.

Bagian-bagian dari planetary gear set adalah sun gear, planet gear beserta

carrierdan ring gear.

Counter shaft:menggunakan constant meshseperti pada direct drivetetapi

pada jenis ini menggunakan clutch pack. Transmission jenis ini biasanya

digunakan pada machine backhoe loader.

5/19/2018 140488596-Power-Train

9/70

9

Untuk meng-engaged-kan clutch dipakai transmission control valve, jenisnya

antara lain:

Konvensional control valve Electric control valvedengan on / off solenoid

Individual clutch modulation(ICM)

Electronic clutch pressure control(ECPC)

I.2.2.3.Hydrostatic Transmission

Hydrostatic Transmission menggunakan sistem hydraulic pada

transmisinya yang berfungsi untuk mengatur kecepatan dan arahnya. System

ini menggunakan pompa hydraulic dan motor sebagai aktuatornya. Cara

kerjanya yaitu tenaga dari engine langsung menggerakkan pompa hydraulic

dan selanjutnya melalui rangkaian hydrauliclainnya menggerakkan motor untuk

mengkonversi menjadi energi mekanikal.

Transmission ini digunakan pada track type tractor kecil, track type

loader dan hydraulic excavator yang pergerakkan / perpindahan operasi

machine relatif kecil.

I.2.3.Transfer Gear

Transfer gear dipakai sebagai penerus tenaga ke differential bagian

depan dan belakang pada machine wheel loader.

I.2.4. Differential/Bevel Gear

Komponen ini berfungsi untuk menghantarkan tenaga dari transmission

ke final drive kiri dan kanan. Differential digunakan pada machine yang

menggunakan roda, sedangkan bevel gear dipasang pada machine yang

menggunakan trackseperti track type tractor.

Jenis differentialantara lain:

Konvensional differential(standard differential)

5/19/2018 140488596-Power-Train

10/70

10

Nospin differential

Limited slip differential

Differential lock

I.2.5.Final Drive

Final drive adalah komponen dari power train sebagai penggerak akhir

yaitu menuju roda atau track. Fungsinya adalah melipatgandakan torqueyang

paling akhir.

I.3.KomponenPower Train PadaWheel Loader

Gb. 1.1 Komponen Power Trainpada Wheel Loader

Yang termasuk komponen power traindari wheel loaderadalah:

Torque Converter Rear Final Drive

Transmission Front Drive Shaft

Output Transfer Gear Front Differential

Rear Drive Shaft Front Final Drive

5/19/2018 140488596-Power-Train

11/70

11

Rear Differential

I.4.Komponen Power TrainPada Track Type Tractor

Gb. 1.2 Komponen Power Traindari Tack Tpe Tractor

Yang termasuk komponen dari power traindari track type tractor adalah:1. Torque Divider 4.Drive Shaft

2.Transmission 5. Bevel Gear

3.Final Drive

I.5.Planetary GearSet

Pada alat berat Caterpillar,planetarygearsetdigunakan pada berbagai

sistem, contohnya torque divider, planetarytransmission, finaldrivedan lainlain. Dinamakan planetary gear setkarena operasinya menyerupai sistem tata

surya. Berikut adalah gambar komponen-komponen planetary gear set.

1

34

5

2

5/19/2018 140488596-Power-Train

12/70

12

Gb. 1.3 PlanetaryGearSet

Komponen pada planetarygearsetadalah:

1. Planetgear disebut juga planetary gear, pinionatau idler gear. Selain

berputar pada porosnya, planet gearjuga berputar mengelilingi sun gear.

2. Carrier

3. Ringgear

4. Sungear disebut juga centered gear.

Agar planetarygeardapat bekerja syaratnya yaitu:

Diberi inputputaran

Salah satu komponen harus ditahan (ringgear, carrieratau sungear).

Sebagai contoh, jika sun gear digerakkan dan ring gear ditahan maka

gear-gear pada carrier akan dipaksa untuk bergerak sepanjang ring gear

dengan arah yang sama seperti sun gear dan carrier akan berotasi dengan

kecepatan yang lebih rendah.

Keuntungan planetarygearsetdibanding dengan external tooth gear:

Lebih praktis karena tidak memerlukan ruang yang besar Lebih halus dalam memindahkan power.

Beban dari masing-masing gears seimbang

Pemilihan rasio gears yang sangat besar.

5/19/2018 140488596-Power-Train

13/70

13

Sebagai contoh, planetary gear digunakan pada planetary transmission dan

planetary final drive.

5/19/2018 140488596-Power-Train

14/70

14

POWER TRAIN

II.Penghubung Antara EngineDengan Transmission

Seperti telah dijelaskan sebelumnya, ada dua macam penghubung antara

enginedan transmissionpada Caterpillarmachineyaitu:

Flywheel clutch

Torque converter

Flywheel clutch tidak banyak digunakan, jadi penjelasan akan lebih

dititikberatkan pada Torque Converter.

II.1.Torque Converter

Fungsi dari torque converteradalah:

Meningkatkan torquebila outputnya mendapat beban

Meredam kejutan (memindahkan tenaga secara halus)

Mencegah engine stall(lug)

Sebagai media penghubung antar engine dengan transmission secara

hydraulic

Catatan: Torque converter tidak dapat meningkatkan horsepower

Gb. 2.1Torque Converter

5/19/2018 140488596-Power-Train

15/70

15

3

1

2

Komponen utama pada torque converter adalah:

Impeller (1), dihubungkan dengan flywheel melalui rotating housing

atau sebagai komponen penggerak (driving member).

Turbine (2), dihubungkan dengan output shaft ke transmission atausebagai komponen yang digerakkan (drivenmember).

Stator (3), komponen ini statis yang tugasnya mengarahkan oli

dariturbineke impelleruntuk melipatgandakan torque.

Torque converter menghubungkan engine dengan transmission secara

hydraulic. Jadi tidak ada hubungan mekanikal langsung antara engine dengan

transmission. Oli yang masuk ke torque converter berasal dari transmission

control valve (ratio valve) digabungkan dengan oli dari torque converter

charging pump menuju inlet passage. Karena impeller dihubungkan langsung

dengan engine maka impellerselalu berputar sama dan searah dengan putaran

engine. Hal ini membuat oli yang masuk inletpassagedilempar oleh sudusudu

yang ada di impellerke turbine.

Gb. 2.2 Komponen UtamaTorque Converter

Turbinedihubungkan dengan output shaft menuju transmission. Pada saat

transmission neutral (tidak ada beban bagi turbine) maka turbine yang

mendapat lemparan oli dari impellerlangsung berputar.

5/19/2018 140488596-Power-Train

16/70

16

Oli dari turbinediarahkan oleh statoruntuk menambah kekuatan menuju

impeller. Karena adanya komponen stator maka torque converter dapat

melipatgandakan torque. Pelipatgandaan torque terjadi saat turbinemendapat

beban atau dengan kata lain apabila putaran dari turbine lebih rendahdibanding putaran impeller. Semakin besar perbedaan putarannya, semakin

besar juga torque yang dilipatgandakan. Pelipatgandaan torque yang paling

tinggi terjadi pada saat driveshaftberhenti (stallposition) dimana turbinesama

sekali diam sedangkan impellerberusaha untuk memutar turbine. Hal ini dapat

mengakibatkan temperatur dari oli naik dengan cepat.

Gb.2.3 Aliran Oli Di Dalam Torque Converter

II.1.1Torque Converter Ratio Valve

Gambar 2.4 berikut menunjukkan torque converter ratio valve yang

terletak di dalam transmission control valve. Pada sebagian machine, torque

converter inlet relief valve terpisah dari transmission control valve yaitu

dipasang pada torque converter itu sendiri. Valve ini tidak dapat mengontrol

tekanan yang ada di dalam torque converter. Fungsi valve ini membatasi

tekanan oli maksimum yang mau masuk ke dalam torque converter. Hal ini bisa

terjadi pada saat awal engine startdan oli masih dingin.

5/19/2018 140488596-Power-Train

17/70

17

Gb. 2.4Torque Converter RatioValve

Torque converter inletreliefvalvemenggunakan oli P1 (speedclutchoil

pressure) yang dikontrol oleh tekanan springdi dalamnya. Tekanannya bekerja

pada efektif area yang dikontrol oleh slugpada sisi kanan ratiovalve. Valveinitidak dapat di-adjust. Untuk machine yang memakai torque converter inlet

reliefvalveyang dipasang di torque converter, penyetelan tekanan olinya hanya

bisa dilakukan di test bench (sebelum torque converter dipasang di machine).

II.1.2 Torque ConverterOutletReliefValve

Torque converter outlet relief valve adalah jenis spool. Oli dari torque

converter mengisi lubang yang ada di spool relief valve dan menggerakkan

poppet valve ke arah kanan. Hal tersebut membuat naiknya tekanan oli di

spring chamber sehingga menggerakkan spool ke arah kiri, kemudian oli

dialirkan ke power train cooleruntuk didinginkan. Dari cooler,oli dikirim lagi ke

transmissionuntuk lubrikasi (pelumasan) komponen dari transmissi.

5/19/2018 140488596-Power-Train

18/70

18

Gb. 2.4 Torque ConverterOutletReliefValve

Torque converter outletreliefvalveberfungsi untuk menjaga tekanan oli

di dalam torque converter dan mencegah terjadinya kavitasi (cavitation). Valve

ini tekanannya dapat di-setsesuai dengan spesifikasi pada servicemanual.

Tekanan outletreliefvalveyang terlalu rendah dapat menyebabkan turunnya

kapasitas dari torque converter(torque converter low power).

Tekanan outletreliefvalveyang terlalu tinggi dapat menyebabkan oli torque

converterover heating (terlalu panas).

II.2TORQUE DIVIDER

Torque dividermenghubungkan engine dengan power shift transmission.

Hubungan tersebut secara hydraulic dan secara mekanikal. Hubungan secarahydraulic melalui torque converter dan hubungan secara mekanikal melalui

planetarygearset. Torque converter dan transmissionmenggunakan oli yang

sama, dan diatur melalui transmissioncontrol valve. Pada machineyang besar

oli dari transmissioncontrol valvedikombinasi dengan oli dari torque converter

5/19/2018 140488596-Power-Train

19/70

19

Torque Divider= Torque Converter+ Planetary Gear Set

charging pump. Ketika machine bekerja dengan beban ringan, torque yang

dilipatgandakan sedikit. Sedangkan ketika machinebekerja dengan beban yang

berat, torque yang dilipatgandakan juga besar. Torque yang besar tersebut

dikirim ke transmission. Planetary gear set juga melipatgandakan torque dariengine.

Keuntungan Torque Divider:

Memindahkan tenaga secara terus-menerus Menaikkan torque out put

Meredam kejutan

Mengijinkan operasi secara Direct Drive

Komponen pada Torque Divider:

Impeller Stator

Turbine SunGear

PlanetGeardan Carrier RingGear

Pada gambar 2.5 berikut, sisi sebelah kiri adalah planetarygearsetdan

sisi sebelah kanan adalah torque converter.

Impeller, rotating housing dan sungeardihubungkan secara mekanikal

dengan engine. Turbine dihubungkan dengan ring gear sedangkan planet

carrierdihubungkan dengan output shaft menuju transmisi.

5/19/2018 140488596-Power-Train

20/70

20

Karena sungear dan impellerdihubungkan dengan flywheelkomponen

tersebut berputar sama dan searah dengan putaran engine. Oli masuk ke

torque dividermelalui inletpassage kemudian dilempar oleh impeller menuju

kisi-kisi turbine yang mengakibatkan turbine berputar searah dengan impellerselama tidak ada beban.

Gb. 2.5Torque Divider

Ketika machinemendapat beban putaran dari output shaft mulai turun

sehingga putaran dari planet carrierpun ikut turun. Turunnya putaran planet

carrier mengakibatkan relative motion pada komponen sun gear dan planet

carrier sehingga planet gear berputar. Hal ini menurunkan putaran dari ring

gear dan turbine. Pada kondisi ini torque converter melipatgandakan torque

sedangkan planetarygearsetmembagi torque.Pada kondisi stall(torque converter output shaft berhenti karena beban)

membuat ring gear dan turbine berputar berlawanan dengan putaran dari

engine. Pelipatgandaan torque secara maksimum pada torque divider ketika

ring gear dan turbine mulai berputar berlawanan atau ketika machine

5/19/2018 140488596-Power-Train

21/70

21

mendapat beban. Pada torque divider pembagian penyaluran power 70%

torque converter dan 30% planetarygearset.

Penyaluran tenaga pada torque divideradalah sebagai berikut:

Engine flywheel- A. Sungear planetgear(carrier) outputshaft.B. Rotating housing impeller turbine ring gear

planet gear (carrier) output shaft.

II.3TORQUE CONVERTER DENGAN LOCK-UP

II.3.1Converter Drive

Gb. 2.6Converter Drive

Gambar 2.6 di atas menunjukkan torque converter drivedimana lockup

clutch tidak engage. Selama beroperasi, rotating housing dan impeller dapat

berputar lebih cepat dibandingkan dengan turbine. Statortetap diam dan dapat

5/19/2018 140488596-Power-Train

22/70

22

melipatgandakan torque antara impeller dan turbine. Output shaft berputar

lebih lambat dibandingkan dengan putaran engine tetapi dapat meningkatkan

torque. Pada kondisi seperti ini machine lebih mengutamakan torque

dibandingkan dengan kecepatan (speed). Dan digunakan selama startup, padagigi rendah dan saat perpindahan gigi (shifting).

ConverterDrive:

Output shaft berputar lebih lambat dibanding putaran engine

Torqueberlipat ganda

II.3.2Direct Drive

Gb. 2.7Torque ConverterDirect Drive

Gambar 2.7 di atas menunjukkan torque converter pada posisi direct

drive, dimana lockup clutch di-engaged-kan oleh tekanan oli dan menyatukan

turbinedan impeller. Housing, impeller, turbine dan output shaft pada torque

converterberputar dengan kecepatan yang sama dengan engine. Statoryang

5/19/2018 140488596-Power-Train

23/70

23

dihubungkan dengan freewheel (one way clutch) digerakkan dengan tekanan

oli di dalam housingsehingga komponen tersebut berputar dengan rpm hampir

sama dengan engine. Kondisi seperti ini (direct drive) lebih mengutamakan

speed dibandingkan dengan torque. Digunakan pada gigi tinggi dan tenagayang dipindahkan sangat efisien.

DirectDrive:

Lockup clutchengagedoleh tekanan oli dari lock up control valve

Output shaft berputar sama dengan putaran engine

Statorpada posisi freewheel

Lock up clutchterdiri dari piston, discdan plate.

II.3.3 Komponen Torque Converterdengan Lock Up

Gb. 2.8 Komponen Torque Converterdengan Lock Up

5/19/2018 140488596-Power-Train

24/70

24

Namanama komponen pada torque converter, dengan lock up clutchadalah:

Rotating housing Impeller

Turbine Stator

One way clutch(freewheel)

Hub Lock up clutch(piston, discdan plate) Carrier

OutputShaft

II.3.4One-Way Clutch (Freewheel)

Gb. 2.9 KomponenOne-Way Clutch

Splinemenghubungkan antara statordengan camdan camtidak dapat

berputar. Penghubung antara cam dengan carrier adalah roller. Sisi kiri dari

openingcam lebih kecil dibandingkan dengan sisi kanannya (openings in cam

tirus). Sehingga posisi normal adalah pada sisi kiri (bagian yang lebih kecil).

Ketika kecepatan dari impellerdan turbinerendah maka statorakan tetap diam.

Rollerakan tetap pada sisi kiri oleh tekanan dari spring. Pada saat kondisi ini

terjadi hubungan mekanikal antara camdengan stator. Sehingga statordapat

mengarahkan oli dari turbineke impelleruntuk melipatgandakan torque.

5/19/2018 140488596-Power-Train

25/70

25

Ketika kecepatan turbine dan impeller naik (direct drive) maka stator

mulai untuk berputar ke arah yang sama dengan putaran impellerdan turbine.

Pada saat statorberputar cam juga ikut berputar. Sehingga gerakan dari cam

dapat menyebabkan rollerbergerak ke arah kanan (sisi yang lebih lebar) danhubungan antara stator dan carrier terputus. Stator berputar bebas sehingga

tidak dapat mengarahkan aliran oli dari turbine ke impeller. Karena stator

hanya dapat berputar ke satu arah maka komponen ini dinamakan one way

clutch(freewheel).

Keuntungan torque Converteryang menggunakan One Way Clutch:

Melipatgandakan torquepada beban yang tinggi

Mengurangi kemungkinan terjadinya over heating

Mengurangi penggunaan torque converter

II.4Variable Capacity Torque Converter (VCTC)

Gb. 2.10Variable Capacity Torque Converter (VCTC)

5/19/2018 140488596-Power-Train

26/70

26

Power dari diesel engine dikirim dari flywheelmenuju torque converter

atau impeller clutch (VCTC). Torque converter mempunyai dua impeller dan

satu clutch yang digerakkan secara hydraulic, yang mana dapat mereduksi

kapasitas torque converter (membatasi jumlah kenaikan torque). Kapasitastorque converter dikontrol secara manual dengan VCTC control lever atau

switch electric. Lokasi dari lever dan switch tersebut terletak pada operator

station.

Power dari output shaft torque converter dikirim pada driveshaftmenuju

input transfer gear. Output gear dari transfer gear memutar input shaft dari

transmission.

Transmission output shaft memberikan power kepada idler gear pada

transfer gear menuju output gear pada transfer gear. Output transfer gear

mengirim power pada drive shaftmenuju reardrivepinion. Outputgear juga

mengirim power ke frontfinal drivedan ke rearfinal drive.

Keuntungan pemakaian VCTC:

Mengurangi slip pada roda.

Mengurangi keausan pada ban.

Menaikkan engine poweryang ada untuk hydraulic system.

II.5 Torque Converter Dengan Variable Capacity Torque Converter

(VCTC) DAN Lock Up

VCTC bertujuan untuk memungkinkan operator untuk dapat menentukan

kapasitas besar-kecilnya torquedari torque converter. Hal ini akan menurunkan

slip dari roda dan mengurangi keausan dari roda. Sehingga secara optimal

engine power disalurkan untuk sistem implement.

Jumlah penurunan kapasitas torque converter tergantung pada leverVCTC

pada kabin. Lever dihubungkan dengan load piston pada sequence dan

pressure control valve dengan kabel. Lever ini mengijinkan VCTC beroperasi

pada posisi antar kapasitas minimum dan maksimum.

5/19/2018 140488596-Power-Train

27/70

27

Gb. 2.11Torque Converter Dengan Variable Capacity Torque Converter

(VCTC) DAN Lock Up

Switchpada liftcontrol leverjuga mengontrol kapasitas torque converter.

Ketika switch pada posisis ON maka VCTC beroperasi pada kapasitas

maksimum tanpa terpengaruh dari gerakan wheel torque lever. Ketika switch

pada posisi OFF kapasitas torque converter kembali pada settinglever.

Torque converterini punya dua impellerdan clutchyang diaktifkan secara

hydraulic. Oli, dari ratio valve untuk torque converter inlet mengalir melalui

torque converter inlet passage. Oli dikirim ke inner impeller ketika torque

converter minimum capasity. Oli dikirim ke inner impeller dan outer impeller

ketika torque convertermaksimum capacity.

Aliran oli di dalam torque converter dari salah satu atau kedua impellermengalir ke turbine, kemudian ke stator. Dari statoraliran oli mengalir kembali

ke impellerkemudian ke carrier.

Torque converter beroperasi dengan tekanan untuk mencegah kavitasi.

Tekanan oli yang masuk ke torque converterdikontrol oleh converterinletratio

5/19/2018 140488596-Power-Train

28/70

28

valve. Tekanan oli di dalam torque converter dikontrol oleh torque converter

outletreliefvalvedengan hambatan sesudahnya.

Tekanan oli yang dikontrol oleh sequence dan pressure control valve

meng-engage-kan outerdan innerimpellersehingga berputar bersama.Pada tekanan oli maksimum, clutch benarbenar engage sehingga tidak

ada slip pada clutch. Torque converter beroperasi pada maksimum capacity.

Penurunan tekanan oli menyebabkan clutch slip. Semakin banyak clutch slip

semakin banyak juga penurunan kapasitas dari torque converter. Pada

minimum tekanan, outer impeller tidak berhubungan dengan inner impeller

sehingga torque converterminimum capacity.

Gb. 2.12 Gambar aliran sistem hydraulicpada VCTC

5/19/2018 140488596-Power-Train

29/70

29

POWER TRAIN

III.TRANSMISSION

Seperti telah dijelaskan pada bagian awal, Caterpillar menggunakan tiga

jenis transmissionyaitu:

Direct drive Transmission

Power Shift Transmission

Hydrostatic Transmission

Berikut akan dijelaskan mengenai jenis-jenis transmissiontersebut.

III.1DIRECTDRIVETRANSMISSION

Direct drive transmission adalah transmission yang menggunakan

flywheel clutchsebagai media penghubung dan pemutus antara enginedengan

transmission. Clutch ini dioperasikan secara manual. Flywheel clutch berguna

pada saat awal machine akan bergerak dan pada saat perpindahan gigi (gear

shifting).

Berdasarkan cara kerjanya, direct drive transmission dibagi menjadi tiga

macam yaitu: Sliding Gear

Collar Shift

Synchromesh

III.1.1SlidingGear

Sliding Gear merupakan pengatur kecepatan dan arah kerja dengan cara

memindahkan spur gear yang dilakukan oleh fork agar diperoleh kecepatan

ataupun arah yang dikehendaki.

Beberapa hal yang perlu diketahui mengenai Sliding Gear:

Semua gearkecuali idlergeardiikat (splines) pada shaft.

Bentuk gearnya dinamakan spur gear gigigiginya diparallel dengan

shaft.

5/19/2018 140488596-Power-Train

30/70

30

Mengunci hanya pada saat memindahkan tenaga.

Cocok dipakai pada motor grader, track type tractor pertanian yang

bergerak satu arah dan kecepatannya cenderung tetap.

Gb. 3.1SlidingGear

III.1.2 Collar Shift/Constant Mesh

Constant Meshberfungsi sama seperti Sliding Geardi atas, sedangkan

perbedaannya adalah yang dipindahkan sliding collar.

Beberapa hal yang perlu diketahui mengenaiConstant Mesh:

Bentuk gearnya helical gearbukan spurgear.

Saling berhubungan secara konstan dan gear tidak menggeser maju

mundur.

Garpu pemindah dari mekanisme gearshiftcocok terhadap slidingcollar

yang berbedabeda. Posisi dari slidingcollarmenentukan setgigi mana

yang bekerja.

Masingmasing drivengearmemiliki slidingcollardi sampingnya.

Cocok digunakan pada alat berat ukuran sedang.

5/19/2018 140488596-Power-Train

31/70

31

Gb. 3.2Collar Shift/Constant Mesh

III.1.3 Synchromesh

Synchromesh transmissionpada dasarnya sama dengan Constant Mesh

dengan tambahan synchronizer. Synchronizer digunakan pada semua manual

transmisi dan mesin lain ketika perpindahan gigi.

Gb. 3.3Synchromesh

5/19/2018 140488596-Power-Train

32/70

32

III.2Power Shift Transmission

Power shift transmissionadalah transmissionyang menggunakan clutch

fluida dimana perpindahan giginya langsung tanpa harus memutuskan

hubungan antara engine dengan transmission (on the go shifting). Hal inimempermudah pada saat pengoperasiannya. Transmission ini diaplikasikan

pada machine yang sering berubah kecepatan dan arah maju mundurnya serta

beban kerja yang relatif berubah-ubah dan berat.

Adapun jenis dari powershift transmissionadalah sebagai berikut:

Planetary Gear Set

Counter Shaft

Untuk meng-engaged-kan clutch dipakai transmission control valve,

jenisnya antara lain:

Konvensional control valve

Electric control valvedengan on / off solenoid

Individual clutch modulation(ICM)

Electronic clutch pressure control(ECPC)

III.2.1 Planetary Gear Set

Planetary gear set merupakan pengaturan kecepatan dan arah kerja

dengan cara meng-engaged-kan disc dan plate sehingga salah satu dari

komponen planetary gear set meneruskan tenaga ke ke output shaft dari

transmission. Bagian-bagian dari planetary gear set adalah sun gear, planet

gearbeserta carrierdan ring gear.

Planetarypower shifttransmissionterdiri dari beberapa pasang planetary

geardimana komponen tersebut berfungsi untuk:

Merubah arah putaran input

Merubah kecepatan

Komponen yang berfungsi untuk menahan pada planetary gear set

tersebut adalah clutch (piston, disc dan plate). Berikut ini adalah beberapa

contoh planetarygearsetyang diapasang pada transmission.

5/19/2018 140488596-Power-Train

33/70

33

Gb. 3.4 PlanetaryPower ShiftTransmission

Inputputaran dari transmissionberasal dari torque convertersedangkan

output transmission menuju ke bevel gear untuk track type dan differential

untuk wheeltype. Pada gambar di atas terlihat ada 5 clutchyaitu:

Clutch1 untuk gigi mundur (reverse)

Clutch2 untuk gigi maju (forward)

Clutch3 untuk gigi 4 (speedclutch)

Clutch4 untuk gigi 3 (speedclutch)

Clutch5 untuk gigi 2 (speedclutch)

Clutch6 untuk gigi 1 (speedclutch)

Syaratnya power shifttransmissionbisa masuk gigi adalah harus ada 2-

clutchyang engagedyaitu satu speedclutchdan satu directionalclutch.

5/19/2018 140488596-Power-Train

34/70

34

III.2.2 Counter Shaft

Counter Shaft Power Shift Transmission menggunakan constant mesh

seperti pada direct drive tetapi pada jenis ini menggunakan clutch pack.

Transmission jenis ini biasanya digunakan pada machine backhoe loader.Keuntungan transmisi jenis ini menggunakan sedikit spare part sehingga

ringan.

Gambar berikut ini menunjukkan empat speed forward dan tiga speed

reversepada countershaft transmission.

Gb. 3.5Counter Shaft Power ShiftTransmission

5/19/2018 140488596-Power-Train

35/70

35

III.2.3 Transmission Control Valve

III.2.3.1 Konvensional Control Valve-Transmission Hydraulic Control

Valve

Valveini terdiri dari 5 komponen utama yaitu: Speedselectorspoolvalve, untuk mengarahkan oli ke speedclutch.

Modulationreliefvalve& loadpiston, membatasi tekanan oli maksimum

dan menjaga kenaikan tekanan secara bertahap di dalam sistem.

Ratio valve, membatasi maksimum tekanan oli yang mau masuk ke

dalam torque converter.

Differentialvalve, menjaga perbedaan tekanan oli yang konstan antara

speedclutchdan directionalclutch.

Directional selector spool valve, mengarahkan oli ke directional clutch

spoolvalve.

Istilah pada tekanan oli transmission:

P1: SpeedClutchPressure

P2: DirectionalClutchPressure

P3: Torque converterInletPressure

Cara kerja dari transmissioncontrol valve

Modulationreliefvalvemenerima oli dari pompa transmisi yang melewati

power train filter. Valve ini adalah spool type dan memberikan oli ke torque

convertercircuit. Spoolini terdiri dari checkvalve(balltype) yang diberi lubang

kecil di dalamnya (orifice) supaya gerakan dari valveini dapat dikontrol secara

perlahan (gradual).

Tekanan oli yang ada di speed clutch tergantung tekanan spring yang

ada di loadpiston. Ketika loadpistonberada pada posisi paling kanan (hanya

tekanan spring) tekanannya relatif rendah dan tekanan ini dinamakan initial

pressure atau primarypressure. Atau dengan kata lain tekanan saat pertama

kali memodulasi (naik secara perlahan).

5/19/2018 140488596-Power-Train

36/70

36

Selanjutnya saat loadpistonmulai bergerak ke arah kiri oleh dorongan

oli dan spring tention secara perlahan akan naik. Bersamaan dengan hal ini

tekanan pada modulationreliefvalvenaik secara bertahap sampai batas yang

ditentukan.Differential valve menurunkan tekanan oli di P1 untuk meng-engaged-

kan directional clutch. Karena tekanan oli di speed clutch lebih tinggi

dibandingkan dengan tekanan oli di directional clutch maka speed clutch

engagedlebih dahulu dibandingkan directionalclutch.

Pada power shift transmission syaratnya untuk bisa masuk gigi harus

ada dua clutch yang engaged yaitu satu speed clutch dan satu directional

clutch. Pada gigi neutralhanya satu clutchyang engaged.

Kesimpulan:

Torque converterinletreliefvalvedikontrol oleh tekanan oli P1.

Modulationreliefvalvemembatasi tekanan oli di speedclutch.

Tekanan oli di P1 tidak dapat di-adjustdan hanya initialpressureyang

bisa di adjustdengan cara menambah atau mengurangi shimyang ada

di loadpiston.

Differentialvalvemempunyai 4 fungsi yaitu:

a. Menurunkan tekanan oli pada P1 yang dialirkan untuk tekanan oli

pada directionalclutch.

b. Menahan aliran oli ke directionalclutchpada saat neutral

c. Membiarkan loadpiston untuk reset posisi dengan cepat selama

perpindahan gigi.

d. Sebagai safetyvalve (apabila transmissionposisi masuk gigi dan

engine dihidupkan maka transmission tidak bisa maju atau

mundur).

Gambar berikut ini menunjukkan posisi control valvepada posisi neutral.

5/19/2018 140488596-Power-Train

37/70

37

Gb. 3.6Posisi Control ValvePada Posisi Neutral

Keterangan:

1 = Clutchnomor 1 (directionalclutch)

2 = Clutchnomor 2 (directionalclutch)

3 = Clutchnomor 3 (speedclutch)

4 = Clutchnomor 4 (speedclutch)

5 = Clutchnomor 5 (speedclutch)

Pada wheel loader transmission control valve dilengkapi juga dengan

neutralizercontrol valveyang fungsinya untuk men-drainoli yang ada pada P2

pada saat neutralizervalvediaktifkan.

5/19/2018 140488596-Power-Train

38/70

38

Gb. 3.7Loader Transmission Control Valve

Gambar di atas menunjukkan Loader transmission control valve yang

dilengkapi dengan neutralizer valve. Neutralizer valve ini mendapat signal

berupa tekanan yang berasal dari pedal kiri yang dioperasikan oleh operator

pada kabin.

5/19/2018 140488596-Power-Train

39/70

39

Berikut merupakan gambar Transmission Control Valve pada Wheel Loader

Ketika Neutralizer Valve diaktifkan.

Gb. 3.8 Transmission Control Valve pada Wheel Loader Ketika Neutralizer

Valve diaktifkan

Ketika brake kiri diinjak (diaktifkan) tekanan yang berasal dari brake

system menekan spool yang ada di neutralizer valve untuk melawan spring.

Sehingga tekanan oli yang ada pada directionalclutch(P2) dibuang ke tangki.

Akibatnya transmission control valve hanya meng-engaged-kan speed clutch

dan transmission ke posisi neutral. Dengan kata lain pedal brake kiri pada

wheelloaderuntuk me-neutral-kan transmissionpada saat loading(mengambil

5/19/2018 140488596-Power-Train

40/70

40

muatan). Tujuannya adalah agar tenaga dari engine dapat diprioritaskan

seoptimal mungkin ke implement.

Gambar di bawah ini adalah grafik clutchengagedantara P1 dan P2

Gb.3.9 Grafik ClutchEngagedantara P1 dan P2

Ketika perpindahan gigi tekanan P1 dan P2 turun kemudian pada gigi

yang baru ini tekanan oli di P1 dan P2 bertahap naik dari initialpressure ke

maksimum pressure. Selama kenaikan pressuresecara bertahap tersebut clutch

di speeddan directionalslip. Tekanan P1 selalu berbeda secara konstan dengan

P2 (lihat specification di service manual). Perbedaan tekanan ini diatur oleh

differentialvalve.

Apabila initial pressure terlalu tinggi maka perpindahan gigi pada

transmission akan kasar. Perpindahan gigi yang kasar (rough shifting) bisa

terjadi juga karena kurang atau tidak ada perbedaan tekanan antara P1 dan P2.

Sebaliknya rendahnya setting dari initial pressure akan mengakibatkan clutch

slipsehingga cepat aus.

5/19/2018 140488596-Power-Train

41/70

41

III.2.3.2 Electric Transmission Control Valvedengan ON/OFF Solenoid

Transmissioncontrol valvejenis lain adalah elektrik transmissioncontrol

valve dengan on/off solenoid. Fungsi dari on/off solenoid tersebut adalah

sebagai pengganti dari lingkage (kabel penggerak dari spool). Pada gambartersebut terdapat 5 on/off solenoidyaitu:

Solenoiduntuk gigi maju (forward)

Solenoiduntuk gigi mundur (reverse)

Solenoiduntuk clutch1

Solenoiduntuk clutch2

Solenoiduntuk clutch3

Gb. 3.10 Electric Transmission Control Valvedengan ON/OFF Solenoid

Oli dari pompa power trainmengalir melewati transmission filtermenuju

priorityvalveke transmissioncontrol valvedan stand by di tiap-tiap solenoid.

Apabila ada 2 (dua) solenoid yang energized (diaktifkan) maka transmission

posisi masuk gigi (in gear). Kemudian dari ratio valve di dalam transmission

control valveoli menuju torque converterdan digabung dengan oli dari torque

converterchargingpump.

5/19/2018 140488596-Power-Train

42/70

42

5/19/2018 140488596-Power-Train

43/70

43

III.2.3.3 Transmission ICM Hydraulic System

Transmission control valve jenis ini biasa dipakai pada off high way

truck, articulated dump truck, scrapper dan lainlain. Pada control valve jenis

ini setiap clutchmempunyai satu control valve(modulationreliefvalve& loadpiston). Makanya disebut ICM (Individual Clutch Modulation). Masingmasing

individualcontrol valvetersebut diberi tanda dengan huruf A sampai dengan H

(station A H). Tiaptiap station mempunyai tekanan oli yang berbeda

sehingga tekanan oli disetiap clutchpun berbeda juga.

Pada gambar terlihat ada 3 solenoid yaitu: lock up solenoid, downshift

solenoid, upshiftsolenoid.Apabila lock up solenoidaktif maka torque converter

akan directdrivedan hal ini terjadi pada gigi tinggi. Apabila terjadi perpindahan

gigi (transmissionshifting) maka lock up solenoidakan dioffkan sementara.

Down shift solenoid akan aktif pada saat perpindahan dari gigi besar ke gigi

rendah (2 ke 1, 1 ke R dst.). Sedangkan upshiftsolenoidakan aktif pada saat

perpindahan dari gigi rendah ke gigi tinggi (1 ke 2, 2 ke 3 dst.). Pengontrolan

perpindahan giginya dilakukan oleh EPTC (Electronic Programmable

TransmissionControl).

Keuntungan dari ICM transmissioncontrol valveadalah:

Perpindahan gigi lebih halus (smoothshift)

Pengendara lebih nyaman

Usia komponen lebih lama

Perpindahan gigi dapat diaktifkan secara elektronik

Gb. 3.11IndividualClutchModulation

5/19/2018 140488596-Power-Train

44/70

44

5/19/2018 140488596-Power-Train

45/70

45

III.2.3.4 Electronic Clutch Pressure Control(ECPC)

Electronicclutchpressurecontrol dipakai pada machineD6R, 966G dan

lainlain. Sama halnya dengan ICM control valveyaitu setiap clutchmempunyai

satu control valve. Pengaturan tekanan oli diatur oleh besar kecilnya arus listrikyang mengalir ke masingmasing solenoid. Sedangkan arus listrik yang

mengalir ke solenoiddiatur oleh ECM (electroniccontrol module).

Keuntungan dari transmissiondengan menggunakan ECPCadalah:

Tidak menggunakan mechanical lingkage

Peng-adjust-an dilakukan secara electronic

Perubahan designdan sistem terbaru diperbaharui dengan software

Mengurangi kejenuhan pada operator

Perpindahan gigi yang lebih halus

Mudah dalam melakukan trouble shooting

Berikut adalah gambar proportionalsolenoidyang mengatur besarnya tekanan

oli pada clutch.

Gb. 3.12 ProportionalSolenoid

SUPPLYOIL

TOCLUTCH

TODRAIN

TRANSMISSION

MODULATINGVALVE

5/19/2018 140488596-Power-Train

46/70

46

5/19/2018 140488596-Power-Train

47/70

47

III.3HYDROSTATICTRANSMISSION

Hydrostatic transmission adalah transmission yang mentransfer tenaga

dengan menggunakan hydraulicsystem. Keuntungannya adalah:

Kontrol kecepatannya secara variable Pemanfaatan horsepower dari engine sangat maksimal

Kesesuaian maksimal antara drawbarpulldan travelspeed

Counterrotationcontrol (perputaran track berlawanan arah saat

berbelok)

Cocok untuk machinedengan minimum travel

Gb. 3.13 Transmission Hydrostatic

5/19/2018 140488596-Power-Train

48/70

48

III.4POWER TRAINHYDRAULICSYSTEM

Gambar berikut adalah power train hydraulic system pada track type

tractor. Oli dari transmissionchargingpumpmengalir ke filtermenuju priority

valve. Fungsi dari priority valve adalah memprioritaskan oli ke steering danbrakesistem sebelum ke sirkuit transmission.

Dari priorityvalveoli mengalir ke transmissioncontrol valveuntuk meng-

engaged-kan clutch. Dari komponen ratiovalveyang ada di dalam transmission

control valveoli mengalir ke torque converter. Tekanan oli yang ada di dalam

torque converterdijaga oleh torque converteroutletreliefvalvedan selanjutnya

mengalir ke cooler untuk didinginkan. Dari cooler, oli mengalir menuju

transmisson untuk lubrikasi komponen di dalam planetarygearkomponen serta

bearing.

Gb. 3.14 Power TrainHydraulicSystempada Track TypeTractor

5/19/2018 140488596-Power-Train

49/70

49

5/19/2018 140488596-Power-Train

50/70

50

III.4.1 Oil Filter

Penggantian power train filter harus sesuai dengan OMM (Operation

Maintenance manual) pada service manual, agar oli yang masuk ke

transmissionhydraulicsystemtetap terjaga kebersihannya.Tekanan oli dari pompa power trainmasuk lewat inletpassagekemudian

masuk ke housing dan keluar ke outlet passage melewati element. Apabila

elementkotor, tekanan oli yang ada di dalam filterakan naik sehingga bypass

valve membuka dan oli keluar menuju outlet passage tanpa disaring dahulu.

Hal ini, dapat mengakibatkan kerusakan komponen secara dini pada sistem

transmissionhydraulic.

Gb. 3.15 Oil Filter

5/19/2018 140488596-Power-Train

51/70

51

POWER TRAIN

IV. DIFFERENTIAL

Fungsi dari differentialadalah menghantarkan tenaga dari transmissionke

final drive kiri dan kanan. Differential dipasang pada machine yang

menggunakan roda sedangkan bevel gear dipasang pada machine dengan

track. Jenisjenis differentialadalah:

Konvensional differential(standard differential)

Nospin differential

Limited slip differential

Differential lock

IV.1 StandardDifferential

Differential membagi torque selalu sama pada final drive kiri maupun

kanan. Tipe ini kurang efisien bila machine slip. Jenis ini biasanya dipasang

pada machine dengan 4 wheel drive. Pada Off High Way Truck yang

menggunakan differential standard dipasang AETA (Automatic Electronic

Traction Aid).

Gb. 4.1 Komponen StandardDifferential

5/19/2018 140488596-Power-Train

52/70

52

Gb. 4.2 StandardDifferential

IV.2NospinDifferential

Sistem ini merupakan jenis differential yang dapat mengunci secara

otomatis (automatic locking) yang memaksa kedua roda untuk berputar dengan

kecepatan yang sama dalam kondisi apapun. Differential ini secara efektif

mengunci seluruh roda dan mengalirkan sampai 100% dari torque yang

tersedia ke salah satu roda bila diperlukan. Ketika berbelok, roda luar menjadi

tidak terhubung (disengaged) dan berputar lebih cepat kemudian mengalirkan

torqueke roda yang berputar lebih pelan. Differentialini biasanya dipakai pada

machinewheelloader, intregated toolcarrier, landfill compactordan lainlain.

Gb. 4.3 NospinDifferential

5/19/2018 140488596-Power-Train

53/70

53

IV.3 Limited Slip Differential

Limited slip differential merupakan jenis differential yang dapat

mengunci (locking type) yang dirancang untuk menyalurkan tenaga yang sama

ke kedua roda. Limited slip differential ini dapat menyalurkan tenaga yanghilang dari sisi yang bertraksi kecil ke sisi yang bertraksi besar. Differential ini

merupakan pengembangan langsung dari standard differential. Komponen

utama pada limited slip differential antara lain: sidegear, clutchpack, pinion

gear, pinionshaft dan actuatorhousing. Differential jenis ini biasanya dipakai

pada machinewheelloader, integrated toolcarrierdan yang lainnya.

Gb. 4.4Limited Slip Differential

IV.4 DifferentialLock

Sistem ini tidak secara otomatis bekerja tetapi dikontrol oleh operator.

Bila lockdiaktifkan maka roda kiri dan roda kanan akan berputar dengan torque

yang sama. Bila lock tidak diaktifkan maka sistemnya sama dengan

conventionaldifferential.

Namanama komponen dari differential antara lain: pinion, bevelgear,

carrier,speedergeardan sidegear.

5/19/2018 140488596-Power-Train

54/70

54

Gb. 4.5DifferentialLock

5/19/2018 140488596-Power-Train

55/70

55

POWER TRAIN

V.FINALDRIVEFinaldrive adalah komponen dari power train sebagai penggerak akhir

yaitu menuju roda atau track. Fungsinya adalah melipatgandakan torqueyang

paling akhir. Macammacam finaldriveyang dipakai oleh Caterpillaryaitu:

Single reduction

Double reduction

Planetarygearset

Finaldriveyang singledan double reductionsudah jarang dipakai karena

konstruksinya memerlukan tempat yang lebar. Sebaliknya jenis finaldriveyang

menggunakan planetarybanyak dipakai oleh Caterpillarkarena kelebihannya.

Gb. 5.1FinalDrive - PlanetaryGearSet

5/19/2018 140488596-Power-Train

56/70

56

Pada gambar di atas power dari transmissiondikirim ke differentialdan

menuju ke finaldrivemelalui komponen finaldriveshaft. Gambar di atas adalah

double reductionplanetarygearset. Dari finaldriveshaftpower masuk sebagai

sungearpada first reduction planetary gear. Ringgearadalah komponen yangstatis, sehingga outputnya adalah carrier. Dari carrier pada first reduction

planetarygearpower dikirim ke second reduction planetary gear sebagai sun

gear.

Pada second reduction planetary gear ring gear sama yaitu sebagai

komponen yang statis. Sehingga carrier adalah outputnya dan langsung

terhubung ke finaldrivewheel. Dan selanjutnya power dikirim ke roda. Final

drivetipe ini dipakai di off high way truck.

5/19/2018 140488596-Power-Train

57/70

57

POWER TRAIN

VI. STEERINGDAN BRAKEVI.1Steering System

Sistem steering pada machine yang menggunakan track dibagi tiga

macam yaitu:

Differentialsteering

Steeringclutch& brake

Steeringdengan track motor

VI.1.1Differential Steering

Differentialsteeringdipakai pada track type tractor contohnya D6 H, D8

N dan sebagainya. Keuntungan dari differentialsteeringdibandingkan dengan

steeringclutch& brakeadalah:

Kecepatan tractortetap ketika berbelok

Tidak banyak muatan yang tercecer ketika berbelok

Arah gerak dari tractorlebih mudah dikendalikan

Kebolehan bermanuver secara lebih akurat

Pada sistem differentialsteeringpasok tenaga diperoleh dari transmission

sama seperti sistem differential pada umumnya. Perbedaanya system ini

memperoleh pasokan tenaga tambahan dari steering motor. Steering motor ini

menaikkan kecepatan putar pada salah satu track dan mengurangi kecepatan

track yang lainnya. Dengan demikian pasok tenaga terhadap masingmasing

track tidak pernah terhenti. Pada saat tractor berjalan lurus motor steering

tidak lagi digunakan.Steering motor pada differential steering ini digerakkan oleh pompa

hydraulic. Pengontrolan arah belok dari tractordikendalikan cukup dengan satu

tangan yaitu dengan cara menarik atau mendorong tuas dari steering.

5/19/2018 140488596-Power-Train

58/70

58

Gb. 6.1DifferentialSteering

Terdapat 3 planetarygearsetdalam differentialsteering. Ketiganya sering

disebut sebagai steer planetary, drive planetary, dan equalizing

planetary.Terdapat dua inputtenaga pada planetarygearsettersebut yaitu

dari transmission dan dari steering motor. Ketiga planetarygear set tersebut

dihubungkan dengan commonshaftyang menghubungkan tiga sungear.

SteerPlanetary

Steer planetary digerakkan oleh motor steering melalui bevel piniongear

dan bevel ring gear. Steer planetary meneruskan tenaga untuk

membelokkan tractor. Komponenkomponen pada steer planetary adalah

ringgear, carrier, planetgeardan sungear.

DrivePlanetary

Driveplanetarydigerakkan oleh transmissionoutput shaft melalui transfer

gear, bevel pinion gear dan bevel ring gear. Planetary ini menyalurkan

tenaga untuk menggerakkan tractorlurus ke depan atau ke belakang.

EqualizingPlanetary

Equalizing planetary mengubah input torque rendah (kecepatan tinggi)

menjadi output kecepatan rendah dengan torque tinggi ke final drive

sebelah kanan.

5/19/2018 140488596-Power-Train

59/70

59

VI.1.2 Steering Clutch & Brake

Steering clutchmenyalurkan tenaga dari bevel gear ke final drive dan

juga membelokkan machine. Clutch ini diaktifkan secara hydraulic. Pada track

type tractor yang menggunakan steeringclutch& brakemempunyai steering&brake control valve. Valve ini mempunyai tugas untuk mengarahkan dan

mengatur takanan oli yang masuk ke steeringclutch& brake.

Berikut gambar steering& brakecontrol valve

Gb. 6.2Steering Clutch & Brake

Komponenkomponen pada steeringclutch& brakeadalah: clutchplate,

clutchdisc, clutchpiston, clutchhousing, inputhubdan outputhub. Clutchdisc

berputar bersama dengan input hub dan ditekan ke arah clutch plate untuk

meneruskan tenaga ke clutch housing. Plate di spline ke clutch housing dan

5/19/2018 140488596-Power-Train

60/70

60

memutar clutchhousingtersebut ketika clutchdiscditekan ke arah plateoleh

piston. Kemudian tenaga diteruskan ke outputhubmelalui clutchhousing.

Piston menekan disc dan plate bersamasama untuk menghubungkan

input hub dengan clutch housing. Tenaga hydraulic digunakan untukmenggerakkan pistonSteeringclutch ini engagedoleh tekanan oli dan release

oleh tekanan spring.

Clutchbraketerdiri dari Belleville spring, brakeplate, brakedisc, piston

brake dan brakehousing. Sistem brake ini engaged oleh tekanan spring dan

releaseoleh tekanan oli.

Gb. 6.3ClutchBrake

VI.1.3 Steeringdengan Track Motor

Steering dengan Track Motor digunakan pada machine yang

menggunakan Hydrostatic Transmission, contohnya: Excavator, Wheel Loader

tipe kecil, Dozertipe kecil, Compactordan sebagainya.

Steeringdengan Track Motor menyalurkan tenaga dari engine ke control

valve kemudian dilanjutkan ke track motor.

5/19/2018 140488596-Power-Train

61/70

61

Gb. 6.4 Travel Brake Valve

Gb. 6.5 SkematikTravel Brake Valve

VI.2 Brake(Rem)

Fungsi utama dari rem adalah menentukan putaran machine, mengatur

putaran machine dan mencegah kecepatan yang tidak dikehendaki. Adapun

Caterpillar memakai beberapa jenis rem antara lain Actuating system yang

digerakkan secara:

Hydraulic

Line Relief ValveLine Relief Valve

Counter BalanceValve

Brake ReleasePort To Control

ValveFrom Pum

Travel Position

TRAVEL MOTOR BRAKE VALVE

5/19/2018 140488596-Power-Train

62/70

62

Air overhydraulic

Nitrogen overhydraulic

Air

Macammacam brakeberdasarkan systemkerjanya adalah: Expanding shoe, rem yang sangat umum dipakai pada saat diaktifkan

shoedari brakedidorong ke arah luar untuk menghentikan putaran brake

drum agar machineberhenti.

Gb. 6.6 ExpandingShoe

Contracting band, rem ini banyak digunakan pada track type tractor.

Contracting band bekerja menjepit drum yang terdapat di tengah

tengahnya agar machinedapat dihentikan atau dikurangi kecepatannya.

Caliper disc, rem jenis ini sering disebut dengan rem cakram. Saat

diaktifkan brake pads pada caliper menjepit disc / cakram yang

berhubungan dengan roda yang berputar

5/19/2018 140488596-Power-Train

63/70

63

Gb. 6.7 CaliperDisc

Multiple discs, sistem ini mempunyai beberapa steel plate yang

berhubungan dengan driving hub. Sedangkan discyang terletak di antara

steel plate dihubungkan dengan final drive housing. Apabila brake

diaktifkan maka steel plate dan disc engaged oleh dorongan piston danmenahan gerakan machine agar dapat berhenti. Sistem ini ada dua

macam yaitu sistem kering dan sistem yang direndam dengan minyak

pelumas.

5/19/2018 140488596-Power-Train

64/70

64

Gb. 6.8MultipleDiscs

Macam macam rem berdasarkan fungsinya:

Service brake, untuk menghentikan atau mengurangi kecepatan

machine, biasanya pengaturan pengereman dilakukan oleh kakisehingga pengontrolan pengurangan kecepatan agak susah dilakukan.

Manual retarder, fungsinya sama dengan service brake, hanya bedanya

pengereman dilakukan dengan tangan.

Automatic retarder, untuk mengurangi kecepatanmachine (mencegah

engine over speed), pengontrolannya dilakukan secara otomatis.

Parkingbrake, untuk mencegah machine bergerak pada saat machine

sudah tidak bergerak lagi.

Emergency / secondary brake, fungsinya untuk menghentikanmachine

pada saat keadaan darurat. Sistemnya sama dengan parking brake,

tetapi pengontrolannya dilakukan oleh tangan atau kaki sehingga

mudah terjangkau ketika terjadi situasi emergency.

5/19/2018 140488596-Power-Train

65/70

65

POWER TRAIN

JAWABLAH DENGAN PERNYATAAN BENAR ATAU SALAH

1. Power train adalah rangkaian penerus tenaga mulai dari enginesampai

ke final drive.

2. Torque converter menghubungkan engine dengan transmission melalui

dua cara yaitu mechanicallydan hydraulically.

3. Torque converter berfungsi menaikkan torque dan menaikkan

horsepower.

4. Power shift transmission terdiri atas susunan beberapa planetary gear

set yang dilengkapi dengan clutch pack.

5. Urutan nomor clutch packpada power shift transmissiondimulai dari sisi

output ke arah inputnya.

6. P1 adalah speed clutch pressure, P2 adalah directional clutch pressure

adalah torque converter inlet pressure.

7. P2 akan engage sebelum P1.

8. Priority valve dipasang pada machine wheel loader.

9. Torque converter dapat menghasilkan putaran yang bervariasi

10. Power outputdari torque converter keluar melalui bagian impeller.

5/19/2018 140488596-Power-Train

66/70

66

POWER TRAIN

PILIHLAH JAWABAN YANG PALING BENAR

11. Komponen-komponen yang terdapat pada torque converter adalah:

a. sun gear c. turbine

b. ring gear d. carrier

12. Power outputdari torquedeviderdihubungkan melalui komponen:

a. Impeller c.stator

b. Turbine d.carrier

13. Komponen-komponen yang terdapat pada planetary gear set kecuali:

a. sun gear c. planet gear

b. ring gear d. suncarrier

14. Agar suatu planetary gear set dapat menghasilkan output maka selain diberi

input putaran maka:

a. beberapa komponen ditahan c. semua komponen ditahan

b. salah satu komponen ditahan d. semua komponen harus

bebas

15. Yang menghubungkan enginedengan transmissionpada machine Caterpillarkecuali:

a. flywheel clutch c.torqueconverter

b. torquedevider d.planetary gear set

16. Torquedevideradalah torque converter ditambah dengan:

a. planetary gear set c. stator

b. turbine d. impeller

17. Untuk mempertahankan tekanan oli minimum yang ada di torque converter

adalah fungsi dari komponen:

a. torque converter inlet valve c. ratiovalve

b. torque converter outlet relief valve d. modulationrelief valve

18. Clutch packpada powershift transmissionakan engage oleh gaya:

a. Spring c.oilpressure

5/19/2018 140488596-Power-Train

67/70

67

b. Pneumatic d.sentrifugal

19. Beberapa komponen yang terdapat pada transmission control valvekecuali:

a. ratiovalve c. pressurereducingvalve

b. pressuredifferentialvalve d. modulationrelief valve20. Modulation pada power shift transmission control valve dilakukan oleh

komponen.. yang bekerja sama dengan load piston.

a. ratiovalve c. screened orifice

b. modulationrelief valve d. speedselector spool

21. Safety protectionvalvepada transmissioncontrolvalvedilakukan oleh:

a. load piston c. differentialvalve

b. ratiovalve d. priorityvalve

22. Urutan kerja pada waktu shiftingatau pemindahan gigi adalah:

a. P1 engage sebelum P2

b. P1 engage sesudah P2

c. P1 engage bersama-sama dengan P2

23. Pada machine track type tractor yang dilengkapi dengan komponen ini maka

oli akan diprioritaskan ke brakesebelum menuju ke transmission. Komponen

tersebut adalah:

a. directionalcontrolvalve c. priorityvalve

b. speedselector spool d. pressurereducingvalve

24. Nilai maksimum pressureP1 ditentukan oleh posisi:

a. ratiovalve c. load piston

b. speedselector spool d.differentialvalve

25. Mana ketentuan di bawah ini yang benar:

a. P1 pressuresama dengan P2 pressure

b. P1 pressurelebih besar dari P2 pressure

c. P1 pressurelebih kecil dari P2 pressure

d. P1 pressurelebih kecil dari P3 pressure

5/19/2018 140488596-Power-Train

68/70

68

Tabel untuk soal no. 25 dan 26

ClutchEngage Gear

3 Neutral

2 & 5 1st

Forward

2 & 4 2nd Forward

2 & 3 3rd Forward

1 & 5 1st Reverse

1 & 4 2nd Reverse

1 & 3 3rd Reverse

25. Dari tabel di atas, pada saat clutch no. 2 dan no. 3 engage,

transmissionberada pada kondisi:

a. Neutral c. 3rdforward

b. 2ndforward d. 3rdreverse

27. Dari tabel di atas bila pada posisi 2ndforwarddan pada 2ndreversemachine

tidak dapat maju mundur maka kemungkinan problem terjadi pada clutch

no:

a. 2 c. 4

b. 3 d. 1

28. Pada track type tractor transmissioncontrolvalveoli yang masuk ke torque

converter diatur oleh valve:

a. ratiovalve c.neutralizer valve

b. differentialvalve d. modulationrelief valve

29. Mana diantara pressuredi bawah ini yang bisa diadjust:

a. P1 pressure c.Initial(primary) pressure

b. P2 pressure d. Pumppressure

30. Jenis differentialyang dapat mengunci secara otomatis (automatic locking)

yaitu memaksa kedua roda untuk berputar dengan kecepatan yang sama

pada kondisi apapun adalah:

a. Nospin differential c. Differential lock

5/19/2018 140488596-Power-Train

69/70

69

b. Standard differential d. Limited slip differential

31. Jenis Torque converter yang dapat direct drive adalah:

a. Torque Converter c. VCTC

b. Torque Divider d. Torque converter denganLock Up

32. Melipatgandakan torqueyang paling akhir adalah tugas dari komponen:

a. Torque Converter c. Final drive

b. Differential d. Torque Divider

33. Keuntungan dari differential steeringadalah:

a. Kecepatan tractor tidak sama ketika berbelok

b. Banyak muatan ketika berbelok

c. Kebolehan bermanuver secara lebih akurat

d. Arah gerak tractordapat dikendalikan dengan dua handle

34. Untuk mencegah terjadinya engineoverspeedpada saat turunan pada

Caterpillarmachine dipasang:

a. Servicebrake c.Automaticretarder

b. Emergencybrake d. Parkingbrake

35. Untuk me-neutral-kan transmissionpada saat Loader sedang loading, pada

transmissiondipasang:

a. Modulatingrelief valve c. Selector& pressurecontrol

valve

b. Load piston d. Neutralizer valve

36. Apabila sun gear sebagai driving member dan carrier adalah komponen

yang diam (hold) maka drivenmember-nya adalah:

a. Planet gear dan increasespeed c. Ring geardan increasespeed

b. Ring geardan reducespeed d. Sun geardan reducespeed

37. Jenis transmission yang mempunyai jumlah proportional solenoid sama

dengan jumlah clutchnya adalah:

a. Power shift transmission c. ICM transmission

b. Directdrive transmission d. ECPC transmission

5/19/2018 140488596-Power-Train

70/70

70

Gambar untuk soal no. 38-40

38. Komponen impellerpada gambar di atas adalah:

a. A c. C

b. B d. D

39. Komponen turbinepada gambar di atas adalah:

a. A c. C

b. B d. D

40. Komponen statorpada gambar di atas adalah:

a. A c. C

b. B d. D

AGUS KRISBIANTORO

A

B

D

C