Hand Out Torque Converter

1

PT.BUMA PLANT TRAINING CENTRE

DASAR-DASAR POWER TRAIN Definisi Power train train merupakan suatu sistem yang meneruskan tenaga atau power dari power dari engine sampai engine sampai ke penggerak akhir atau final drive. drive. Adapun komponen utama power train yang digunakan pada alat-alat Caterpillar adalah : Flywheel clutch / clutch / torque converter Direct drive / drive / powershift transmission Differential / Differential / bevel gear Final drive • • • •

Pada beberapa tipe power train train yang menggunakan sistem penggerak ganda (4 wheel drives), drives), setelah transmission dipasang transmission dipasang transfer gear. gear.

TORQUE CONVERTER Torque converter adalah sebuah hydraulic coupling yang digunakan untuk memindahkan tenaga dari engine menuju ke input shaft transmisi. Torque converter menggunakan cairan untuk menghubungkan flywheel engine dengan input shaft transmisi secara hydraulic. Terkecuali machine dilengkapi dengan lock up clutch maka tidak ada hubungan langsung antara engine dengan transmisi. Engine dengan transmisi hanya terhubung secara hydraulic.

Torque Converter

TORQUE CONVERTER

2


Dua buah Fan Pada gambar diatas menunjukkan dua buah fan (kipas anging) yang diletakkan secara berhadapan. Dimana salah satu fan memperoleh power listrik sehingga dapat berputar dengan normal. Sedangkan fan yang lainnya tidak meperoleh power listrik. Namun meski salah satu fan tersebut tidak memperoleh power namun akibat hembusan angin dari fan yang meperoleh power maka fan tersebut ikut berputar. Asumsikanlah bahwa fan yang berputar tersebut diputar oleh engine kemudian fan tersebut melemparkan oli ke fan yang berada didepannya sehingga fan tersebut ikut berputar . Itulah prinsip dasar dari torque converter dimana sisi yang diputar oleh engine disebut sebagai impeller sedangkan sisi yang diputar akibat lemparan oli disebut turbin yang akan meneruskan putaran tersebut ke transmisi. Torque converter ada beberapa macam, antara lain: Konvensional 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. I mpeller clutch , digunakan pada machine wheel loader tipe besar antara lain 980, 992, 994 dan yang lainnya. •

• •

•

•

TORQUE CONVERTER

3


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

• • • •

3 2 1

Komponen Utama Torque Converter

Komponen utama pada torque converter adalah: I mpeller (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). S tat or (3), komponen ini statis yang tugasnya mengarahkan oli dariturbine ke impeller untuk melipatgandakan torque. •

•

•

TORQUE CONVERTER

4


Torque converter menghubungkan engine dengan transmission secara hydraulic. Jadi tidak ada hubungan mekanikal langsung antara engine dengan transmission. Oli yang masuk ke torque converter menuju enuju 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. 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. 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.

TORQUE CONVERTER

5


TORQUE DIVIDER

Torque Divider = Konvensional Torque converter + Planetary 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. 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

TORQUE CONVERTER

6


Torque Divider

Komponen pada Torque Divider: Impeller Turbine Planet Gear dan Carrier •

•

•

•

•

•

Stator Sun Gear 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. 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. 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

TORQUE CONVERTER

7


ring gear dan turbine mulai berputar berlawanan atau ketika machine 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.

Torque Converter Dengan Lock Up

Torque Converter lock up clutch Torque converter dengan lock up sebenarnya hanya menggunakan torque converter konvensional namun dengan tambahan lock up clutch, dengan torque converter dengan lock up clutch ini maka engine dengan transmisi bukan hanya akan terhubung secara hydraulik namun juga akan terhubung secara langsung apabila kondisinya telah memungkinkan untuk terhubung secara langsung. Dengan adanya lockup clutch maka fungsi torque converter menjadi dua yaitu : Torque converter drive Direct drive • •

TORQUE CONVERTER

8


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 •

•

•

•

•

•

•

•

•

Torque Converter Drive

Torque converter drive Gambar 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 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 • •

TORQUE CONVERTER

9


Direct Drive

Direct Drive

Gambar di atas menunjukkan torque converter pada posisi direct drive, dimana lock up 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 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: Lock up 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. • • •

TORQUE CONVERTER

10


One-Way Clutch (Freewheel)

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. 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 • • •

TORQUE CONVERTER

11


Variable Cavacity Torque Converter (VCTC)

Variable Capacity Torque Converter (VCTC) 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. • • •

TORQUE CONVERTER

12


Torque Converter Dengan Variable Capacity Torque Converter (VCTC)

Tujuan dari Variable capaciti torque converter adalah mengijinkan operator untuk membatasi besarnya torsi torque converter untuk mengurangi spin pada ban sehingga power bisa dimaksimalkan untuk hydraulik sistem. Komponen utama dari VCTC adalah impeler,outer impeler, impeler clutch, turbin serta stator. Inner impeler, turbin serta stator pada dasarnya merupakan komponen dasar dari torque converter. Perbedaan dasarnya terdapat pada tambahan impeler untuk memperoleh peningkatan torsi yang bersifat fleksibel. Outer impeller merupakan impeler kedua didalam torque converter. Outer impeler akan berputar bersama dengan converter housing ketika tekanan oli mengenggagedkan clutch outer impeler. Ketika tekanan oli maksimum mengenggagedkan clutch outer impeler maka outer impeler akan berputar bersama-sama dengan inner impeler. Ketika terjadi penurunan tekanan maka clutch akan mengalami slip yang akan mengakibatkan outer impeler berputar lebih lambat sehingga torsi mengalami peurunan.

TORQUE CONVERTER

13


Impeler Clutch Torque Converter

Impeler Clutch Torque Converter The impeller clutch torque converter memungkinkan output torque converter dapat bervariasi dari rendah hingga tinggi. Kondisi ini sama dengan konvensional torque converter kecuali pada impelernya yang terhubung ke rotating housing oleh sebuah impeler clutch. Rotating housing berputar sama dengan kecepatan engine. Clucth impeler merupakan sebuah multi-disc clutch pack. Impeler clutch diaktifkan oleh tekanan hydraulik yang dikontrol oleh impeler clutch solenoid valve. Impeler clutch solenoid valve dikontrol oleh transmission electronic control module (ECM) dan diaktifkan dengan menekan brake pedal sebelah kiri.

TORQUE CONVERTER

14


Impeler clutch torque converter impeller clutch menggabungkan impeller ke converter housing serta berisi sebuah impeller clutch piston, plates serta discs. Ketika ECM menaikkan arus ke impeller clutch solenoid, maka tekanan impeller clutch diturunkan . Ketika arus dari ECM nol maka tekanan impeler clutch menjadi maksimum sehingga torque converter bekerja sebagaimana konvensional torque converter.

Kerja impeler clutch torque converter Ketika impeler clutch solenoid valve tidak diberi power oleh ECM maka oli akan mengalir menuju ke saluran impeler clutch dari carrier dan menekan impeller clutch piston (1) serta plates (2) serta discs (3). Piston dan plates terhubung ke impeller clutch housing oleh splines. Adapter terpasang ke impeller (4) dengan

TORQUE CONVERTER

15


bolts. Gesekan antara discs dan plates mengunci impeler ke converter housing dan menyebabkan impeller berputar dengan kecepatan yang sama dengan converter housing. Impeller melemparkan oli dalam jumlah yang banyak sehingga torque converter menghasilkan maximum torque output. Impeller displacement tergantung kecepatan impeler. Semakin rendah kecepatan impeler maka semakin rendah displacement sehingga semakin rendah pula power yang dihasilkan. Dengan slipnya clutch bertujuan untuk mencegah ban mengalami slip. Operator dapat mengeset besarnya slip dari clutc dengan menvariasikan jumlah arus yang dikirim ke solenoid sehingga tekanan oli dibelakang clutch akan bervariasi juga. Keuntungan menggunakan impeler clutch adalah peningkatan kemampuan untuk mengurangi slip pada ban. Ban yang digunakan oleh wheel loader biasanya mengalami slip pada saat bucket sedang loading. Sehingga dengan adanya impeler clutch ini maka tingkat keausan pada ban akan menurun ketika terjadi slip sehingga pengantian ban akan semakin bertambah lama. Impeler clutch juga meningkatkan ketersediaan power engine ke hydraulik sistem.

TORQUE CONVERTER

Hand Out Torque Converter

Recommend Documents