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
Top Related