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

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

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

4

POWER TRAIN TOPIC OBJECTIVE Power train Introduction to power train List the major component of power train and function

Power train component List the major components & function of at Wheel Loader power train at Wheel Loader Power train components List the major components & function of at Track Type Tractor power train at Track Type Tractor Planetary gear set Identify components, function and advantage List the function of planetary gear set and where used Differential and Identify components & function Bevel Gear Describe the purpose of bevel gear Describe the purpose of differential List the type of differential used by Caterpillar and different

between each type Torque Converter List the function of Torque Converter

Identify components at Torque Converter List the function each component Torque converter system operation Torque Converter Component locations Ratio Valve Component function Component system operation Torque Converter Component locations Outlet Relief Valve Component function Component system operation Torque Divider Identify component at Torque Divider List the function each component Mechanical & Hydraulic flow at torque divider Torque Divider system operation Torque Converter Identify components with Lockup Identify the different between torque converter drive and

direct drive One-way clutch system operation Variable Capacity Identify components

Torque Converter Identify the different operation between minimum

capacity and maximum capacity

Torque Converter Identify components with VCTC & lockup Application Direct Drive Transmission List the types of transmission used by Caterpillar List the different between sliding gear and constant mesh Power shift Transmission Identify components and function

5

Power flow inside power shift transmission Hydrostatic Transmission Identify components and function Advantage of hydrostatic transmission Power Train Hydraulic Identify components and function at power System train hydraulic system Power train hydraulic system operation List the different between differential steering and steering

clutch & brake transmission hydraulic system Oil Filter Identify component & function at oil filter Maintenance power train system Transmission Hydraulic Identify components Control Valve List the function each components Transmission control valve system operation Terminologies at power train pressure Transmission control valve at wheel loader Show clutch engagement pressure chart Electric Transmission Identify component with on/off Solenoid Different power train hydraulic system with conventional type Transmission ICM Identify components and function Hydraulic System Different power train hydraulic system with other system Electronic Clutch Identify components and function Pressure Control Different power train hydraulic system with other system Final Drive Identify components at final drive Final drive system operation Steering system List the type of steering system used at track type Differential steering component and function Advantage of differential steering Differential steering system operation Identify components & function at Steering clutch & brake Steering clutch & brake system operation Brake Function of brake system List the brake system used by Caterpillar System operation of each brake system

6

POWER TRAIN

I. Dasar-Dasar Power Train

I.1. Definisi

Power train merupakan suatu sistem yang meneruskan tenaga atau

power dari engine sampai ke penggerak akhir atau final drive.

I.2. Komponen Utama Power Train

Pada dasarnya komponen utama dalam rangkaian power train terdiri 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 transmission dipasang transfer gear.

I.2.1. Penghubung antara engine dengan transmission

Ada dua macam penghubung antara engine dan transmission pada

Caterpillar machine yaitu:

• 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.

7

I.2.1.2.Torque Converter

Torque converter merupakan komponen yang menghubungkan engine

dengan transmission secara hydraulic. Jadi tidak ada hubungan mekanikal

langsung antara engine dengan transmission.

Torque converter ada 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 loader tipe besar contohnya 988 - 992.

• Torque converter dengan lock up, digunakan pada machine off high way

truck, articulated dump truck dan yang lainnya.

• Gabungan antara impeller clutch dengan lock up, digunakan pada

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

I.2.2. Transmission

Transmission berfungsi untuk:

• Mengubah arah

• Mengubah kecepatan

• Mengubah daya atau torque

Caterpillar mempunyai tiga jenis transmission yaitu:

• Direct Drive Transmission

• Power Shift Transmission

• Hydrostatic Transmission

1.2.2.1. Direct Drive Transmission

Direct drive transmission adalah transmission yang menggunakan

flywheel clutch sebagai media penghubung dan pemutus antara engine dengan

8

transmission. Clutch ini dioperasikan secara manual. Flywheel clutch berguna

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

shifting).

Transmission ini dipergunakan pada machine Caterpillar yang aplikasinya

di medan kerja yang relatif rata, tidak terlalu sering mengubah kecepatan

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

pertanian, motor grader dan sebagainya.

I.2.2.2. Power Shift Transmission

Power shift transmission adalah transmission yang 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 transmission ada dua macam yaitu:

• Power shift transmission (manual gear shifting)

• Automatic transmission (automatic shifting)

Adapun jenis dari powershift transmission adalah 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 set meneruskan tenaga ke ke output shaft dari transmission.

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

carrier dan ring gear.

• Counter shaft: menggunakan constant mesh seperti pada direct drive tetapi

pada jenis ini menggunakan clutch pack. Transmission jenis ini biasanya

digunakan pada machine backhoe loader.

9

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

antara lain:

• Konvensional control valve

• Electric control valve dengan 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 hydraulic lainnya 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 track seperti track type tractor.

Jenis differential antara lain:

• Konvensional differential (standard differential)

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 torque yang

paling akhir.

I.3. Komponen Power Train Pada Wheel Loader

Gb. 1.1 Komponen Power Train pada Wheel Loader

Yang termasuk komponen power train dari wheel loader adalah:

• Torque Converter • Rear Final Drive

• Transmission • Front Drive Shaft

• Output Transfer Gear • Front Differential

• Rear Drive Shaft • Front Final Drive

11

• Rear Differential

I.4. Komponen Power Train Pada Track Type Tractor

Gb. 1.2 Komponen Power Train dari Tack Tpe Tractor

Yang termasuk komponen dari power train dari track type tractor adalah:

1. Torque Divider 4. Drive Shaft

2. Transmission 5. Bevel Gear

3. Final Drive

I.5. Planetary Gear Set

Pada alat berat Caterpillar, planetary gear set digunakan pada berbagai

sistem, contohnya torque divider, planetary transmission, final drive dan lain–

lain. Dinamakan planetary gear set karena operasinya menyerupai sistem tata

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

1 3 4

5

2

12

Gb. 1.3 Planetary Gear Set

Komponen pada planetary gear set adalah:

1. Planet gear disebut juga planetary gear, pinion atau idler gear. Selain

berputar pada porosnya, planet gear juga berputar mengelilingi sun gear.

2. Carrier

3. Ring gear

4. Sun gear disebut juga centered gear.

Agar planetary gear dapat bekerja syaratnya yaitu:

• Diberi input putaran

• Salah satu komponen harus ditahan (ring gear, carrier atau sun gear).

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 planetary gear set dibanding 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.

13

Sebagai contoh, planetary gear digunakan pada planetary transmission dan

planetary final drive.

14

POWER TRAIN

II. Penghubung Antara Engine Dengan Transmission

Seperti telah dijelaskan sebelumnya, ada dua macam penghubung antara

engine dan transmission pada Caterpillar machine yaitu:

• Flywheel clutch

• Torque converter

Flywheel clutch tidak banyak digunakan, jadi penjelasan akan lebih

dititikberatkan pada Torque Converter.

II.1. Torque Converter Fungsi dari torque converter adalah:

• Meningkatkan torque bila 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. 2.1 Torque Converter

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 atau

sebagai komponen yang digerakkan (driven member).

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

dariturbine ke impeller untuk 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 impeller selalu berputar sama dan searah dengan putaran

engine. Hal ini membuat oli yang masuk inlet passage dilempar oleh sudu–sudu

yang ada di impeller ke turbine.

Gb. 2.2 Komponen UtamaTorque Converter

Turbine dihubungkan dengan output shaft menuju transmission. Pada saat

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

mendapat lemparan oli dari impeller langsung berputar.

16

Oli dari turbine diarahkan oleh stator untuk menambah kekuatan menuju

impeller. Karena adanya komponen stator maka torque converter dapat

melipatgandakan torque. Pelipatgandaan torque terjadi saat turbine mendapat

beban atau dengan kata lain apabila putaran dari turbine lebih rendah

dibanding putaran impeller. Semakin besar perbedaan putarannya, semakin

besar juga torque yang dilipatgandakan. Pelipatgandaan torque yang paling

tinggi terjadi pada saat drive shaft berhenti (stall position) dimana turbine sama

sekali diam sedangkan impeller berusaha untuk memutar turbine. Hal ini dapat

mengakibatkan temperatur dari oli naik dengan cepat.

Gb.2.3 Aliran Oli Di Dalam Torque Converter

II.1.1 Torque 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 start dan oli masih dingin.

17

Gb. 2.4 Torque Converter Ratio Valve

Torque converter inlet relief valve menggunakan oli P1 (speed clutch oil

pressure) yang dikontrol oleh tekanan spring di dalamnya. Tekanannya bekerja

pada efektif area yang dikontrol oleh slug pada sisi kanan ratio valve. Valve ini

tidak dapat di-adjust. Untuk machine yang memakai torque converter inlet

relief valve yang dipasang di torque converter, penyetelan tekanan olinya hanya

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

II.1.2 Torque Converter Outlet Relief Valve

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 cooler untuk didinginkan. Dari cooler, oli dikirim lagi ke

transmission untuk lubrikasi (pelumasan) komponen dari transmissi.

18

Gb. 2.4 Torque Converter Outlet Relief Valve

Torque converter outlet relief valve berfungsi untuk menjaga tekanan oli

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

ini tekanannya dapat di-set sesuai dengan spesifikasi pada service manual.

• Tekanan outlet relief valve yang terlalu rendah dapat menyebabkan turunnya

kapasitas dari torque converter (torque converter low power).

• Tekanan outlet relief valve yang terlalu tinggi dapat menyebabkan oli torque

converter over heating (terlalu panas).

II.2 TORQUE DIVIDER

Torque divider menghubungkan engine dengan power shift transmission.

Hubungan tersebut secara hydraulic dan secara mekanikal. Hubungan secara

hydraulic melalui torque converter dan hubungan secara mekanikal melalui

planetary gear set. Torque converter dan transmission menggunakan oli yang

sama, dan diatur melalui transmission control valve. Pada machine yang besar

oli dari transmission control valve dikombinasi dengan oli dari torque converter

19

Torque Divider = Torque Converter + Planetary Gear Set

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

dilipatgandakan sedikit. Sedangkan ketika machine bekerja dengan beban yang

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

dikirim ke transmission. Planetary gear set juga melipatgandakan torque dari

engine.

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 • Sun Gear

• Planet Gear dan Carrier • Ring Gear

Pada gambar 2.5 berikut, sisi sebelah kiri adalah planetary gear set dan

sisi sebelah kanan adalah torque converter.

Impeller, rotating housing dan sun gear dihubungkan secara mekanikal

dengan engine. Turbine dihubungkan dengan ring gear sedangkan planet

carrier dihubungkan dengan output shaft menuju transmisi.

20

Karena sun gear dan impeller dihubungkan dengan flywheel komponen

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

torque divider melalui inlet passage kemudian dilempar oleh impeller menuju

kisi-kisi turbine yang mengakibatkan turbine berputar searah dengan impeller

selama tidak ada beban.

Gb. 2.5 Torque Divider

Ketika machine mendapat 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 planetary gear set membagi 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

21

mendapat beban. Pada torque divider pembagian penyaluran power 70%

torque converter dan 30% planetary gear set.

Penyaluran tenaga pada torque divider adalah sebagai berikut:

Engine – flywheel - A. Sun gear – planet gear (carrier) – output shaft.

B. Rotating housing – impeller – turbine – ring gear –

planet gear (carrier) – output shaft.

II.3 TORQUE CONVERTER DENGAN LOCK-UP

II.3.1 Converter Drive

Gb. 2.6 Converter Drive

Gambar 2.6 di atas menunjukkan torque converter drive dimana lockup

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

berputar lebih cepat dibandingkan dengan turbine. Stator tetap diam dan dapat

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, pada

gigi rendah dan saat perpindahan gigi (shifting).

Converter Drive:

• Output shaft berputar lebih lambat dibanding putaran engine

• Torque berlipat ganda

II.3.2 Direct Drive

Gb. 2.7 Torque Converter Direct Drive

Gambar 2.7 di atas menunjukkan torque converter pada posisi direct

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

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

converter berputar dengan kecepatan yang sama dengan engine. Stator yang

23

dihubungkan dengan freewheel (one way clutch) digerakkan dengan tekanan

oli di dalam housing sehingga 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 tenaga

yang dipindahkan sangat efisien.

Direct Drive:

• Lockup clutch engaged oleh tekanan oli dari lock up control valve

• Output shaft berputar sama dengan putaran engine

• Stator pada posisi freewheel

Lock up clutch terdiri dari piston, disc dan plate.

II.3.3 Komponen Torque Converter dengan Lock Up

Gb. 2.8 Komponen Torque Converter dengan Lock Up

24

Nama–nama komponen pada torque converter, dengan lock up clutch adalah:

• Rotating housing • Impeller

• Turbine • Stator

• One way clutch (freewheel) • Hub

• Lock up clutch (piston, disc dan plate) • Carrier

• Output Shaft

II.3.4 One-Way Clutch (Freewheel)

Gb. 2.9 Komponen One-Way Clutch

Spline menghubungkan antara stator dengan cam dan cam tidak dapat

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

opening cam lebih kecil dibandingkan dengan sisi kanannya (openings in cam

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

Ketika kecepatan dari impeller dan turbine rendah maka stator akan tetap diam.

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

terjadi hubungan mekanikal antara cam dengan stator. Sehingga stator dapat

mengarahkan oli dari turbine ke impeller untuk melipatgandakan torque.

25

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

mulai untuk berputar ke arah yang sama dengan putaran impeller dan turbine.

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

dapat menyebabkan roller bergerak ke arah kanan (sisi yang lebih lebar) dan

hubungan 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 Converter yang menggunakan One Way Clutch:

• Melipatgandakan torque pada beban yang tinggi

• Mengurangi kemungkinan terjadinya over heating

• Mengurangi penggunaan torque converter

II.4 Variable Capacity Torque Converter (VCTC)

Gb. 2.10 Variable Capacity Torque Converter (VCTC)

26

Power dari diesel engine dikirim dari flywheel menuju 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). Kapasitas

torque 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 drive shaft menuju

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 shaft menuju rear drive pinion. Output gear juga

mengirim power ke front final drive dan ke rear final drive.

Keuntungan pemakaian VCTC:

• Mengurangi slip pada roda.

• Mengurangi keausan pada ban.

• Menaikkan engine power yang 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 torque dari 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 lever VCTC

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.

27

Gb. 2.11 Torque Converter Dengan Variable Capacity Torque Converter

(VCTC) DAN Lock Up

Switch pada lift control lever juga 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 setting lever.

Torque converter ini punya dua impeller dan clutch yang 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 converter maksimum capacity.

Aliran oli di dalam torque converter dari salah satu atau kedua impeller

mengalir ke turbine, kemudian ke stator. Dari stator aliran oli mengalir kembali

ke impeller kemudian ke carrier.

Torque converter beroperasi dengan tekanan untuk mencegah kavitasi.

Tekanan oli yang masuk ke torque converter dikontrol oleh converter inlet ratio

28

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

outlet relief valve dengan hambatan sesudahnya.

Tekanan oli yang dikontrol oleh sequence dan pressure control valve

meng-engage-kan outer dan inner impeller sehingga berputar bersama.

Pada tekanan oli maksimum, clutch benar–benar 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 converter minimum capacity.

Gb. 2.12 Gambar aliran sistem hydraulic pada VCTC

29

POWER TRAIN

III. TRANSMISSION

Seperti telah dijelaskan pada bagian awal, Caterpillar menggunakan tiga

jenis transmission yaitu:

• Direct drive Transmission

• Power Shift Transmission

• Hydrostatic Transmission

Berikut akan dijelaskan mengenai jenis-jenis transmission tersebut.

III.1 DIRECT DRIVE TRANSMISSION

Direct drive transmission adalah transmission yang menggunakan

flywheel clutch sebagai media penghubung dan pemutus antara engine dengan

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.1.1 Sliding Gear

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 gear kecuali idler gear diikat (splines) pada shaft.

• Bentuk gearnya dinamakan spur gear gigi–giginya diparallel dengan

shaft.

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. 3.1 Sliding Gear III.1.2 Collar Shift/Constant Mesh

Constant Mesh berfungsi sama seperti Sliding Gear di atas, sedangkan

perbedaannya adalah yang dipindahkan sliding collar.

Beberapa hal yang perlu diketahui mengenai Constant Mesh:

• Bentuk gearnya helical gear bukan spur gear.

• Saling berhubungan secara konstan dan gear tidak menggeser maju

mundur.

• Garpu pemindah dari mekanisme gearshift cocok terhadap sliding collar

yang berbeda–beda. Posisi dari sliding collar menentukan set gigi mana

yang bekerja.

• Masing–masing driven gear memiliki sliding collar di sampingnya.

• Cocok digunakan pada alat berat ukuran sedang.

31

Gb. 3.2 Collar Shift/Constant Mesh

III.1.3 Synchromesh

Synchromesh transmission pada dasarnya sama dengan Constant Mesh

dengan tambahan synchronizer. Synchronizer digunakan pada semua manual

transmisi dan mesin lain ketika perpindahan gigi.

Gb. 3.3 Synchromesh

32

III.2 Power Shift Transmission

Power shift transmission adalah transmission yang 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. 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 transmission adalah sebagai berikut:

• Planetary Gear Set

• Counter Shaft

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

jenisnya antara lain:

• Konvensional control valve

• Electric control valve dengan 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

gear beserta carrier dan ring gear.

Planetary power shift transmission terdiri dari beberapa pasang planetary

gear dimana 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 planetary gear set yang diapasang pada transmission.

33

Gb. 3.4 Planetary Power Shift Transmission

Input putaran dari transmission berasal dari torque converter sedangkan

output transmission menuju ke bevel gear untuk track type dan differential

untuk wheel type. Pada gambar di atas terlihat ada 5 clutch yaitu:

• Clutch 1 untuk gigi mundur (reverse)

• Clutch 2 untuk gigi maju (forward)

• Clutch 3 untuk gigi 4 (speed clutch)

• Clutch 4 untuk gigi 3 (speed clutch)

• Clutch 5 untuk gigi 2 (speed clutch)

• Clutch 6 untuk gigi 1 (speed clutch)

Syaratnya power shift transmission bisa masuk gigi adalah harus ada 2-

clutch yang engaged yaitu satu speed clutch dan satu directional clutch.

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

reverse pada countershaft transmission.

Gb. 3.5 Counter Shaft Power Shift Transmission

35

III.2.3 Transmission Control Valve

III.2.3.1 Konvensional Control Valve-Transmission Hydraulic Control

Valve

Valve ini terdiri dari 5 komponen utama yaitu:

• Speed selector spool valve, untuk mengarahkan oli ke speed clutch.

• Modulation relief valve & load piston, 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.

• Differential valve, menjaga perbedaan tekanan oli yang konstan antara

speed clutch dan directional clutch.

• Directional selector spool valve, mengarahkan oli ke directional clutch

spool valve.

Istilah pada tekanan oli transmission:

P1: Speed Clutch Pressure

P2: Directional Clutch Pressure

P3: Torque converter Inlet Pressure

Cara kerja dari transmission control valve

Modulation relief valve menerima oli dari pompa transmisi yang melewati

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

converter circuit. Spool ini terdiri dari check valve (ball type) yang diberi lubang

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

perlahan (gradual).

Tekanan oli yang ada di speed clutch tergantung tekanan spring yang

ada di load piston. Ketika load piston berada pada posisi paling kanan (hanya

tekanan spring) tekanannya relatif rendah dan tekanan ini dinamakan initial

pressure atau primary pressure. Atau dengan kata lain tekanan saat pertama

kali memodulasi (naik secara perlahan).

36

Selanjutnya saat load piston mulai bergerak ke arah kiri oleh dorongan

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

tekanan pada modulation relief valve naik 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

engaged lebih dahulu dibandingkan directional clutch.

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 neutral hanya satu clutch yang engaged.

Kesimpulan:

• Torque converter inlet relief valve dikontrol oleh tekanan oli P1.

• Modulation relief valve membatasi tekanan oli di speed clutch.

• Tekanan oli di P1 tidak dapat di-adjust dan hanya initial pressure yang

bisa di adjust dengan cara menambah atau mengurangi shim yang ada

di load piston.

• Differential valve mempunyai 4 fungsi yaitu:

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

pada directional clutch.

b. Menahan aliran oli ke directional clutch pada saat neutral

c. Membiarkan load piston untuk reset posisi dengan cepat selama

perpindahan gigi.

d. Sebagai safety valve (apabila transmission posisi masuk gigi dan

engine dihidupkan maka transmission tidak bisa maju atau

mundur).

Gambar berikut ini menunjukkan posisi control valve pada posisi neutral.

37

Gb. 3.6 Posisi Control Valve Pada Posisi Neutral

Keterangan:

1 = Clutch nomor 1 (directional clutch)

2 = Clutch nomor 2 (directional clutch)

3 = Clutch nomor 3 (speed clutch)

4 = Clutch nomor 4 (speed clutch)

5 = Clutch nomor 5 (speed clutch)

Pada wheel loader transmission control valve dilengkapi juga dengan

neutralizer control valve yang fungsinya untuk men-drain oli yang ada pada P2

pada saat neutralizer valve diaktifkan.

38

Gb. 3.7 Loader 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.

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 directional clutch (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

wheel loader untuk me-neutral-kan transmission pada saat loading (mengambil

40

muatan). Tujuannya adalah agar tenaga dari engine dapat diprioritaskan

seoptimal mungkin ke implement.

Gambar di bawah ini adalah grafik clutch engaged antara P1 dan P2

Gb.3.9 Grafik Clutch Engaged antara 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 initial pressure ke

maksimum pressure. Selama kenaikan pressure secara bertahap tersebut clutch

di speed dan directional slip. Tekanan P1 selalu berbeda secara konstan dengan

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

differential valve.

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

slip sehingga cepat aus.

41

III.2.3.2 Electric Transmission Control Valve dengan ON/OFF Solenoid

Transmission control valve jenis lain adalah elektrik transmission control

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

sebagai pengganti dari lingkage (kabel penggerak dari spool). Pada gambar

tersebut terdapat 5 on/off solenoid yaitu:

• Solenoid untuk gigi maju (forward)

• Solenoid untuk gigi mundur (reverse)

• Solenoid untuk clutch 1

• Solenoid untuk clutch 2

• Solenoid untuk clutch 3

Gb. 3.10 Electric Transmission Control Valve dengan ON/OFF Solenoid

Oli dari pompa power train mengalir melewati transmission filter menuju

priority valve ke transmission control valve dan 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 valve oli menuju torque converter dan digabung dengan oli dari torque

converter charging pump.

42

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 lain–lain. Pada control valve jenis

ini setiap clutch mempunyai satu control valve (modulation relief valve & load

piston). Makanya disebut ICM (Individual Clutch Modulation). Masing–masing

individual control valve tersebut diberi tanda dengan huruf A sampai dengan H

(station A – H). Tiap–tiap station mempunyai tekanan oli yang berbeda

sehingga tekanan oli disetiap clutch pun berbeda juga.

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

solenoid, upshift solenoid. Apabila lock up solenoid aktif maka torque converter

akan direct drive dan hal ini terjadi pada gigi tinggi. Apabila terjadi perpindahan

gigi (transmission shifting) maka lock up solenoid akan di–off kan sementara.

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

rendah (2 ke 1, 1 ke R dst.). Sedangkan up shift solenoid akan 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

Transmission Control).

Keuntungan dari ICM transmission control valve adalah:

• Perpindahan gigi lebih halus (smooth shift)

• Pengendara lebih nyaman

• Usia komponen lebih lama

• Perpindahan gigi dapat diaktifkan secara elektronik

Gb. 3.11 Individual Clutch Modulation

44

45

III.2.3.4 Electronic Clutch Pressure Control (ECPC)

Electronic clutch pressure control dipakai pada machine D6R, 966G dan

lain–lain. Sama halnya dengan ICM control valve yaitu setiap clutch mempunyai

satu control valve. Pengaturan tekanan oli diatur oleh besar kecilnya arus listrik

yang mengalir ke masing–masing solenoid. Sedangkan arus listrik yang

mengalir ke solenoid diatur oleh ECM (electronic control module).

Keuntungan dari transmission dengan menggunakan ECPC adalah:

• Tidak menggunakan mechanical lingkage

• Peng-adjust-an dilakukan secara electronic

• Perubahan design dan sistem terbaru diperbaharui dengan software

• Mengurangi kejenuhan pada operator

• Perpindahan gigi yang lebih halus

• Mudah dalam melakukan trouble shooting

Berikut adalah gambar proportional solenoid yang mengatur besarnya tekanan

oli pada clutch.

Gb. 3.12 Proportional Solenoid

SUPPLY OIL TO CLUTCH

TO DRAIN

TRANSMISSION MODULATING VALVE

46

47

III.3 HYDROSTATIC TRANSMISSION

Hydrostatic transmission adalah transmission yang mentransfer tenaga

dengan menggunakan hydraulic system. Keuntungannya adalah:

• Kontrol kecepatannya secara variable

• Pemanfaatan horse power dari engine sangat maksimal

• Kesesuaian maksimal antara drawbar pull dan travel speed

• Counter rotation control (perputaran track berlawanan arah saat

berbelok)

• Cocok untuk machine dengan minimum travel

Gb. 3.13 Transmission Hydrostatic

48

III.4 POWER TRAIN HYDRAULIC SYSTEM Gambar berikut adalah power train hydraulic system pada track type

tractor. Oli dari transmission charging pump mengalir ke filter menuju priority

valve. Fungsi dari priority valve adalah memprioritaskan oli ke steering dan

brake sistem sebelum ke sirkuit transmission.

Dari priority valve oli mengalir ke transmission control valve untuk meng-

engaged-kan clutch. Dari komponen ratio valve yang ada di dalam transmission

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

torque converter dijaga oleh torque converter outlet relief valve dan selanjutnya

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

transmisson untuk lubrikasi komponen di dalam planetary gear komponen serta

bearing.

Gb. 3.14 Power Train Hydraulic System pada Track Type Tractor

49

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

transmission hydraulic system tetap terjaga kebersihannya.

Tekanan oli dari pompa power train masuk lewat inlet passage kemudian

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

element kotor, tekanan oli yang ada di dalam filter akan naik sehingga bypass

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

Hal ini, dapat mengakibatkan kerusakan komponen secara dini pada sistem

transmission hydraulic.

Gb. 3.15 Oil Filter

51

POWER TRAIN

IV. DIFFERENTIAL

Fungsi dari differential adalah menghantarkan tenaga dari transmission ke

final drive kiri dan kanan. Differential dipasang pada machine yang

menggunakan roda sedangkan bevel gear dipasang pada machine dengan

track. Jenis–jenis differential adalah:

• Konvensional differential (standard differential)

• Nospin differential

• Limited slip differential

• Differential lock

IV.1 Standard Differential

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 Standard Differential

52

Gb. 4.2 Standard Differential

IV.2 Nospin Differential

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

torque ke roda yang berputar lebih pelan. Differential ini biasanya dipakai pada

machine wheel loader, intregated tool carrier, landfill compactor dan lain–lain.

Gb. 4.3 Nospin Differential

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 yang

hilang 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: side gear, clutch pack, pinion

gear, pinion shaft dan actuator housing. Differential jenis ini biasanya dipakai

pada machine wheel loader, integrated tool carrier dan yang lainnya.

Gb. 4.4 Limited Slip Differential

IV.4 Differential Lock

Sistem ini tidak secara otomatis bekerja tetapi dikontrol oleh operator.

Bila lock diaktifkan maka roda kiri dan roda kanan akan berputar dengan torque

yang sama. Bila lock tidak diaktifkan maka sistemnya sama dengan

conventional differential.

Nama–nama komponen dari differential antara lain: pinion, bevel gear,

carrier, speeder gear dan side gear.

54

Gb. 4.5 Differential Lock

55

POWER TRAIN

V. FINAL DRIVE Final drive adalah komponen dari power train sebagai penggerak akhir

yaitu menuju roda atau track. Fungsinya adalah melipatgandakan torque yang

paling akhir. Macam–macam final drive yang dipakai oleh Caterpillar yaitu:

• Single reduction

• Double reduction

• Planetary gear set

Final drive yang single dan double reduction sudah jarang dipakai karena

konstruksinya memerlukan tempat yang lebar. Sebaliknya jenis final drive yang

menggunakan planetary banyak dipakai oleh Caterpillar karena kelebihannya.

Gb. 5.1 Final Drive - Planetary Gear Set

56

Pada gambar di atas power dari transmission dikirim ke differential dan

menuju ke final drive melalui komponen final drive shaft. Gambar di atas adalah

double reduction planetary gear set. Dari final drive shaft power masuk sebagai

sun gear pada first reduction planetary gear. Ring gear adalah komponen yang

statis, sehingga outputnya adalah carrier. Dari carrier pada first reduction

planetary gear power 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 final drive wheel. Dan selanjutnya power dikirim ke roda. Final

drive tipe ini dipakai di off high way truck.

57

POWER TRAIN

VI. STEERING DAN BRAKE

VI.1 Steering System Sistem steering pada machine yang menggunakan track dibagi tiga

macam yaitu:

• Differential steering

• Steering clutch & brake

• Steering dengan track motor

VI.1.1 Differential Steering

Differential steering dipakai pada track type tractor contohnya D6 H, D8

N dan sebagainya. Keuntungan dari differential steering dibandingkan dengan

steering clutch & brake adalah:

• Kecepatan tractor tetap ketika berbelok

• Tidak banyak muatan yang tercecer ketika berbelok

• Arah gerak dari tractor lebih mudah dikendalikan

• Kebolehan bermanuver secara lebih akurat

Pada sistem differential steering pasok 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 masing–masing

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 tractor dikendalikan cukup dengan satu

tangan yaitu dengan cara menarik atau mendorong tuas dari steering.

58

Gb. 6.1 Differential Steering

Terdapat 3 planetary gear set dalam differential steering. Ketiganya sering

disebut sebagai steer planetary, drive planetary, dan equalizing

planetary. Terdapat dua input tenaga pada planetary gear set tersebut yaitu

dari transmission dan dari steering motor. Ketiga planetary gear set tersebut

dihubungkan dengan common shaft yang menghubungkan tiga sun gear.

• Steer Planetary

Steer planetary digerakkan oleh motor steering melalui bevel pinion gear

dan bevel ring gear. Steer planetary meneruskan tenaga untuk

membelokkan tractor. Komponen–komponen pada steer planetary adalah

ring gear, carrier, planet gear dan sun gear.

• Drive Planetary

Drive planetary digerakkan oleh transmission output shaft melalui transfer

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

tenaga untuk menggerakkan tractor lurus ke depan atau ke belakang.

• Equalizing Planetary

Equalizing planetary mengubah input torque rendah (kecepatan tinggi)

menjadi output kecepatan rendah dengan torque tinggi ke final drive

sebelah kanan.

59

VI.1.2 Steering Clutch & Brake

Steering clutch menyalurkan tenaga dari bevel gear ke final drive dan

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

type tractor yang menggunakan steering clutch & brake mempunyai steering &

brake control valve. Valve ini mempunyai tugas untuk mengarahkan dan

mengatur takanan oli yang masuk ke steering clutch & brake.

Berikut gambar steering & brake control valve

Gb. 6.2 Steering Clutch & Brake

Komponen–komponen pada steering clutch & brake adalah: clutch plate,

clutch disc, clutch piston, clutch housing, input hub dan output hub. Clutch disc

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

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

60

memutar clutch housing tersebut ketika clutch disc ditekan ke arah plate oleh

piston. Kemudian tenaga diteruskan ke output hub melalui clutch housing.

Piston menekan disc dan plate bersama–sama untuk menghubungkan

input hub dengan clutch housing. Tenaga hydraulic digunakan untuk

menggerakkan piston Steering clutch ini engaged oleh tekanan oli dan release

oleh tekanan spring.

Clutch brake terdiri dari Belleville spring, brake plate, brake disc, piston

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

release oleh tekanan oli.

Gb. 6.3 Clutch Brake

VI.1.3 Steering dengan Track Motor

Steering dengan Track Motor digunakan pada machine yang

menggunakan Hydrostatic Transmission, contohnya: Excavator, Wheel Loader

tipe kecil, Dozer tipe kecil, Compactor dan sebagainya.

Steering dengan Track Motor menyalurkan tenaga dari engine ke control

valve kemudian dilanjutkan ke track motor.

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 Valve Line Relief Valve

Counter Balance Valve

Brake Release Port To Control

Valve From Pump

Travel Position

TRAVEL MOTOR BRAKE VALVE

62

• Air over hydraulic

• Nitrogen over hydraulic

• Air

Macam–macam brake berdasarkan system kerjanya adalah:

• Expanding shoe, rem yang sangat umum dipakai pada saat diaktifkan

shoe dari brake didorong ke arah luar untuk menghentikan putaran brake

drum agar machine berhenti.

Gb. 6.6 Expanding Shoe

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

Contracting band bekerja menjepit drum yang terdapat di tengah–

tengahnya agar machine dapat 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

63

Gb. 6.7 Caliper Disc

• Multiple discs, sistem ini mempunyai beberapa steel plate yang

berhubungan dengan driving hub. Sedangkan disc yang terletak di antara

steel plate dihubungkan dengan final drive housing. Apabila brake

diaktifkan maka steel plate dan disc engaged oleh dorongan piston dan

menahan gerakan machine agar dapat berhenti. Sistem ini ada dua

macam yaitu sistem kering dan sistem yang direndam dengan minyak

pelumas.

64

Gb. 6.8 Multiple Discs

Macam – macam rem berdasarkan fungsinya:

• Service brake, untuk menghentikan atau mengurangi kecepatan

machine, biasanya pengaturan pengereman dilakukan oleh kaki

sehingga pengontrolan pengurangan kecepatan agak susah dilakukan.

• Manual retarder, fungsinya sama dengan service brake, hanya bedanya

pengereman dilakukan dengan tangan.

• Automatic retarder, untuk mengurangi kecepatan machine (mencegah

engine over speed), pengontrolannya dilakukan secara otomatis.

• Parking brake, untuk mencegah machine bergerak pada saat machine

sudah tidak bergerak lagi.

• Emergency / secondary brake, fungsinya untuk menghentikan machine

pada saat keadaan darurat. Sistemnya sama dengan parking brake,

tetapi pengontrolannya dilakukan oleh tangan atau kaki sehingga

mudah terjangkau ketika terjadi situasi emergency.

65

POWER TRAIN

JAWABLAH DENGAN PERNYATAAN BENAR ATAU SALAH

1. Power train adalah rangkaian penerus tenaga mulai dari engine sampai

ke final drive.

2. Torque converter menghubungkan engine dengan transmission melalui

dua cara yaitu mechanically dan 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 pack pada power shift transmission dimulai 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 output dari torque converter keluar melalui bagian impeller.

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 output dari torque devider dihubungkan 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. sun carrier

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 engine dengan transmission pada machine Caterpillar

kecuali:

a. flywheel clutch c. torque converter

b. torque devider d. planetary gear set

16. Torque devider adalah 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. ratio valve

b. torque converter outlet relief valve d. modulation relief valve

18. Clutch pack pada powershift transmission akan engage oleh gaya:

a. Spring c. oil pressure

67

b. Pneumatic d. sentrifugal

19. Beberapa komponen yang terdapat pada transmission control valve kecuali:

a. ratio valve c. pressure reducing valve

b. pressure differential valve d. modulation relief valve

20. Modulation pada power shift transmission control valve dilakukan oleh

komponen…….. yang bekerja sama dengan load piston.

a. ratio valve c. screened orifice

b. modulation relief valve d. speed selector spool

21. Safety protection valve pada transmission control valve dilakukan oleh:

a. load piston c. differential valve

b. ratio valve d. priority valve

22. Urutan kerja pada waktu shifting atau 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 brake sebelum menuju ke transmission. Komponen

tersebut adalah:

a. directional control valve c. priority valve

b. speed selector spool d. pressure reducing valve

24. Nilai maksimum pressure P1 ditentukan oleh posisi:

a. ratio valve c. load piston

b. speed selector spool d.differential valve

25. Mana ketentuan di bawah ini yang benar:

a. P1 pressure sama dengan P2 pressure

b. P1 pressure lebih besar dari P2 pressure

c. P1 pressure lebih kecil dari P2 pressure

d. P1 pressure lebih kecil dari P3 pressure

68

Tabel untuk soal no. 25 dan 26

Clutch Engage 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,

transmission berada pada kondisi:

a. Neutral c. 3rd forward

b. 2nd forward d. 3rd reverse

27. Dari tabel di atas bila pada posisi 2nd forward dan pada 2nd reverse machine

tidak dapat maju mundur maka kemungkinan problem terjadi pada clutch

no:

a. 2 c. 4

b. 3 d. 1

28. Pada track type tractor transmission control valve oli yang masuk ke torque

converter diatur oleh valve:

a. ratio valve c. neutralizer valve

b. differential valve d. modulation relief valve

29. Mana diantara pressure di bawah ini yang bisa di adjust:

a. P1 pressure c. Initial (primary) pressure

b. P2 pressure d. Pump pressure

30. Jenis differential yang 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

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 dengan

Lock Up

32. Melipatgandakan torque yang paling akhir adalah tugas dari komponen:

a. Torque Converter c. Final drive

b. Differential d. Torque Divider

33. Keuntungan dari differential steering adalah:

a. Kecepatan tractor tidak sama ketika berbelok

b. Banyak muatan ketika berbelok

c. Kebolehan bermanuver secara lebih akurat

d. Arah gerak tractor dapat dikendalikan dengan dua handle

34. Untuk mencegah terjadinya engine overspeed pada saat turunan pada

Caterpillar machine dipasang:

a. Service brake c. Automatic retarder

b. Emergency brake d. Parking brake

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

transmission dipasang:

a. Modulating relief valve c. Selector & pressure control

valve

b. Load piston d. Neutralizer valve

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

yang diam (hold) maka driven member-nya adalah:

a. Planet gear dan increase speed c. Ring gear dan increase speed

b. Ring gear dan reduce speed d. Sun gear dan reduce speed

37. Jenis transmission yang mempunyai jumlah proportional solenoid sama

dengan jumlah clutchnya adalah:

a. Power shift transmission c. ICM transmission

b. Direct drive transmission d. ECPC transmission

70

Gambar untuk soal no. 38-40

38. Komponen impeller pada gambar di atas adalah:

a. A c. C

b. B d. D

39. Komponen turbine pada gambar di atas adalah:

a. A c. C

b. B d. D

40. Komponen stator pada gambar di atas adalah:

a. A c. C

b. B d. D

AGUS KRISBIANTORO

A

B

D

C