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
II.3.3 Komponen Torque Converter dengan Lock Up
17
1
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 ValveTransmission Hydraulic Control Valve
29
III.2.3.2 Electric Transmission Control Valve dengan ON/OFF Solenoid III.2.3.3 Transmission ICM Hydraulic System
35 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
VI. STEERING DAN BRAKE
50
VI.1 Steering System
51
2
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
POWER TRAIN TOPIC
OBJECTIVE 3
Power train Introduction to power train List the major component of power train and function Power train component at Wheel Loader
List the major components & function of power train at Wheel Loader
Power train components at Track Type Tractor
List the major components & function of 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 Ratio Valve Component system operation
Component locations Component function
Torque Converter Outlet Relief Valve Component system operation
Component locations Component function
Torque Divider Identify component at Torque Divider List the function each component Mechanical & Hydraulic flow at torque divider Torque Divider system operation Torque Converter with Lockup
Identify components 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 with VCTC & lockup
Identify components 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 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
4
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 with on/off Solenoid
Identify component Different power train conventional type
Transmission ICM Hydraulic System
Identify components and function Different power train hydraulic system with other system
Electronic Clutch Pressure Control
Identify components and function Different power train hydraulic system with other system
Final Drive Final drive system operation
Identify components at final drive
hydraulic
system
with
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
POWER TRAIN
5
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.
I.2.1.2.Torque Converter
6
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 transmission. Clutch ini dioperasikan 7
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.
8
• 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. 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
9
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)
• 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: 10
• Rear Final Drive
•
Torque Converter
•
Transmission
•
Output Transfer Gear
• Front Differential
•
Rear Drive Shaft
• Front Final Drive
•
Rear Differential
• Front Drive Shaft
I.4. Komponen Power Train Pada Track Type Tractor
5 2
4 1
3
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
11
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.
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).
12
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. Sebagai
contoh,
planetary
gear
transmission dan planetary final drive.
13
digunakan
pada
planetary
POWER TRAIN II. Penghubung Antara Engine Dengan Transmission Seperti penghubung
telah
dijelaskan
antara
engine
sebelumnya, dan
ada
transmission
dua
pada
macam
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
14
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.
3 2 1
Gb. 2.2 Komponen UtamaTorque Converter
15
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. 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 16
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.
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).
17
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 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.
19
Torque Divider = Torque Converter + Planetary Gear Set 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.
21
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 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
22
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 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 23
•
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 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:
24
•
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
Nama–nama komponen pada torque converter, dengan lock up clutch adalah: •
Rotating housing
• Impeller
•
Turbine
• Stator
•
One way clutch (freewheel)
• Hub
25
•
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. Ketika kecepatan turbine dan impeller naik (direct drive) maka stator mulai untuk berputar ke arah yang sama dengan putaran 26
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)
27
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. •
II.5
Menaikkan engine power yang ada untuk hydraulic system. 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
28
mengijinkan VCTC beroperasi pada posisi antar kapasitas minimum dan maksimum.
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. 29
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 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.
30
Gb. 2.12 Gambar aliran sistem hydraulic pada VCTC
POWER TRAIN III. TRANSMISSION Seperti
telah
dijelaskan
pada
bagian
menggunakan tiga jenis transmission yaitu: • Direct drive Transmission Power Shift Transmission • Hydrostatic Transmission
31
awal,
Caterpillar
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.
• Mengunci hanya pada saat memindahkan tenaga. •
Cocok dipakai pada motor grader, track type tractor pertanian yang bergerak satu arah dan kecepatannya cenderung tetap.
32
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.
33
Gb. 3.2 Collar Shift/Constant Mesh
III.1.3 Synchromesh Synchromesh Constant
Mesh
transmission
dengan
pada
tambahan
dasarnya
sama
synchronizer.
dengan
Synchronizer
digunakan pada semua manual transmisi dan mesin lain ketika perpindahan gigi.
Gb. 3.3 Synchromesh
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.
34
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
transmission.
35
set
yang
diapasang
pada
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)
36
Syaratnya power shift transmission bisa masuk gigi adalah harus ada 2-clutch yang engaged yaitu satu speed clutch dan satu directional clutch. 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
37
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). 38
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). 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 mengengaged-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 39
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.
Gb. 3.6 Posisi Control Valve Pada Posisi Neutral
40
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.
Gb. 3.7 Loader Transmission Control Valve
41
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.
Berikut merupakan gambar Transmission Control Valve pada Wheel Loader Ketika Neutralizer Valve diaktifkan.
42
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 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 43
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.
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
44
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.
45
46
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
47
Gb. 3.11 Individual Clutch Modulation
48
49
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
besarnya tekanan oli pada clutch.
SUPPLY OIL TO CLUTCH TO DRAIN
TRANSMISSIO N MODULATING VALVE 50
mengatur
Gb. 3.12 Proportional Solenoid
51
52
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
53
Gb. 3.13 Transmission Hydrostatic
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.
54
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
55
56
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
57
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
58
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 59
pada machine wheel loader, intregated tool carrier, landfill compactor dan lain–lain.
Gb. 4.3 Nospin Differential
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.
60
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.
Gb. 4.5 Differential Lock
61
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.
62
Gb. 5.1 Final Drive - Planetary Gear Set
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.
63
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
mendorong tuas dari steering. 64
dengan
cara
menarik
atau
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. 65
•
Equalizing Planetary Equalizing planetary mengubah input torque rendah (kecepatan tinggi) menjadi output kecepatan rendah dengan torque tinggi ke final drive sebelah kanan.
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
66
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 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
67
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.
Gb. 6.4 Travel Brake Valve
TRAVEL MOTOR BRAKE VALVE Travel Position Line Relief Valve
Counter Balance Valve Brake Release Port
Line Relief Valve
To Control From Pump Valve Gb. 6.5 SkematikTravel Brake Valve
68
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
•
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.
69
•
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
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.
70
Gb. 6.8 Multiple Discs
Macam – macam rem berdasarkan fungsinya:
•
Service
brake,
kecepatan
untuk
machine,
menghentikan biasanya
atau
pengaturan
mengurangi pengereman
dilakukan oleh kaki sehingga pengontrolan pengurangan kecepatan agak susah dilakukan.
•
Manual retarder, fungsinya sama dengan service brake, hanya bedanya pengereman dilakukan dengan tangan.
71
•
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.
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.
72
P1 adalah speed clutch pressure, P2 adalah directional clutch
6.
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 Power output dari torque converter keluar melalui bagian
10.
impeller. POWER TRAIN
PILIHLAH JAWABAN YANG PALING BENAR Komponen-komponen yang terdapat pada torque converter
11.
adalah:
12.
13.
a.
sun gear
c. turbine
b.
ring gear
d. carrier
Power output dari torque devider dihubungkan melalui komponen: a.
Impeller
c. stator
b.
Turbine
d. carrier
Komponen-komponen yang terdapat pada planetary gear set kecuali:
14.
a.
sun gear
c. planet gear
b.
ring gear
d. sun carrier
Agar suatu planetary gear set dapat menghasilkan output maka selain diberi input putaran maka: a. beberapa komponen ditahan ditahan
73
c. semua komponen
b. salah satu komponen ditahan
d. semua komponen
harus bebas 15.
Yang menghubungkan engine dengan transmission pada machine Caterpillar kecuali:
16.
17.
a.
flywheel clutch
c. torque converter
b.
torque devider
d. planetary gear set
Torque devider adalah torque converter ditambah dengan: a.
planetary gear set
b.
turbine
c. stator d. impeller
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.
19.
Clutch pack pada powershift transmission akan engage oleh gaya: a.
Spring
b.
Pneumatic
c. oil pressure d. sentrifugal
Beberapa komponen yang terdapat pada transmission control valve kecuali: a.
ratio valve
c. pressure reducing
valve b. 20.
pressure differential valve
d. modulation relief valve
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:
22.
a.
load piston
c. differential valve
b.
ratio valve
d. priority valve
Urutan kerja pada waktu shifting atau pemindahan gigi adalah: 74
23.
a.
P1 engage sebelum P2
b.
P1 engage sesudah P2
c.
P1 engage bersama-sama dengan P2
Pada machine track type tractor yang dilengkapi dengan komponen ini maka oli akan diprioritaskan ke brake sebelum menuju ke transmission. Komponen tersebut adalah:
24.
a.
directional control valve
b.
speed selector spool
c. priority valve d. pressure reducing valve
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 Tabel untuk soal no. 25 dan 26 Clutch Engage 3 2&5 2&4 2&3 1&5 1&4 1&3
Gear Neutral 1 Forward 2nd Forward 3rd Forward 1st Reverse 2nd Reverse 3rd Reverse st
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
75
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:
28.
a. 2
c. 4
b. 3
d. 1
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.
30.
Mana diantara pressure di bawah ini yang bisa di adjust: a.
P1 pressure
c. Initial (primary) pressure
b.
P2 pressure
d. Pump pressure
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
b.
Standard differential
c. Differential lock d. Limited slip
differential 31.
Jenis Torque converter yang dapat direct drive adalah: a.
b.
Torque Converter
c. VCTC
Torque Divider
d. Torque converter dengan
Lock Up 32.
Melipatgandakan torque yang paling akhir adalah tugas dari komponen:
33.
a.
Torque Converter
c. Final drive
b.
Differential
d. Torque Divider
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 76
34.
Untuk mencegah terjadinya engine overspeed pada saat turunan pada Caterpillar machine dipasang:
35.
a.
Service brake
c. Automatic retarder
b.
Emergency brake
d. Parking brake
Untuk me-neutral-kan transmission pada saat Loader sedang loading, pada transmission dipasang: Modulating relief valve
a.
c. Selector & pressure
control valve Load piston
b. 36.
d. Neutralizer valve
Apabila sun gear sebagai driving member dan carrier adalah komponen yang diam (hold) maka driven member-nya adalah: Planet gear dan increase speed c. Ring gear dan increase
a.
speed Ring gear dan reduce speed
b.
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
Gambar untuk soal no. 38-40 A B
C
77 D
38.
39.
Komponen impeller pada gambar di atas adalah: a. A
c. C
b. B
d. D
Komponen turbine pada gambar di atas adalah: a. A
b.
B
40.
c. C d. D
Komponen stator pada gambar di atas adalah: a. A
c. C
b. B
d. D
SELAMAT MENGERJAKAN
78
