Embed Size (px)
Citation preview
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 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
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 trainList the major component of power train and function
Power train component List the major components & function of at Wheel Loader power train at Wheel Loader
Power train components List the major components & function 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 different between each type
Torque Converter List the function of Torque ConverterIdentify components at Torque ConverterList the function each componentTorque converter system operation
Torque Converter Component locations Ratio Valve Component function
Component system operation
Torque Converter Component locations Outlet Relief Valve Component function
Component system operation
Torque Divider Identify component at Torque 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 Caterpillar List the different between sliding gear and constant mesh
Power shift Transmission Identify components and functionPower flow inside power shift transmission
Hydrostatic Transmission Identify components and functionAdvantage of hydrostatic transmission
Power Train Hydraulic Identify components and function at power System train hydraulic system
4
Power train hydraulic system operationList the different between differential steering and steering clutch & 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 functionAdvantage of differential steeringDifferential steering system operationIdentify components & function at Steering clutch & brake Steering clutch & brake system operation
Brake Function of brake systemList the brake system used by CaterpillarSystem 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.
6
I.2.1.2.Torque Converter
Torque converter merupakan komponen yang menghubungkan
engine dengan transmission secara hydraulic. Jadi tidak ada
hubungan mekanikal langsung antara engine dengan transmission.
Torque converter ada beberapa macam, antara lain:
Torque converter, digunakan pada sebagian besar power shift
machine, contohnya wheel loader tipe kecil, track type tractor (D3 –
D5) dan yang lainnya.
Torque divider, digunakan pada machine track type tractor (D6 -
D11).
Variable capacity torque converter (VCTC), digunakan pada
machine wheel loader tipe besar contohnya 988 - 992.
Torque converter dengan lock up, digunakan pada machine off
high way truck, articulated dump truck dan yang lainnya.
Gabungan antara impeller clutch dengan lock up, digunakan
pada machine wheel loader tipe besar antara lain 980, 992, 994 dan
yang lainnya.
I.2.2. Transmission
Transmission berfungsi untuk:
Mengubah arah
Mengubah kecepatan
Mengubah daya atau torque
Caterpillar mempunyai tiga jenis transmission yaitu:
Direct Drive Transmission
Power Shift Transmission
Hydrostatic Transmission
1.2.2.1. Direct Drive Transmission
Direct drive transmission adalah transmission yang
menggunakan flywheel clutch sebagai media penghubung dan
pemutus antara engine dengan 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
machine yang menggunakan roda, sedangkan bevel gear dipasang
pada machine yang menggunakan track seperti track type tractor.
9
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:
Torque Converter Rear Final Drive
Transmission Front Drive Shaft
Output Transfer Gear Front Differential
10
Rear Drive Shaft Front Final Drive
Rear Differential
I.4. Komponen Power Train Pada Track Type Tractor
Gb. 1.2 Komponen Power Train dari Tack Tpe Tractor
Yang termasuk komponen dari power train dari track type tractor
adalah:
1. Torque Divider 4. Drive Shaft
2. Transmission 5. Bevel Gear
3. Final Drive
I.5. Planetary Gear Set
Pada alat berat Caterpillar, planetary gear set digunakan pada
berbagai sistem, contohnya torque divider, planetary transmission,
final drive dan lain–lain. Dinamakan planetary gear set karena
operasinya menyerupai sistem tata surya. Berikut adalah gambar
komponen-komponen planetary gear set.
11
13
4
5
2
Gb. 1.3 Planetary
Gear Set
Komponen pada planetary gear set adalah:
1. Planet gear disebut juga planetary gear, pinion atau idler gear.
Selain berputar pada porosnya, planet gear juga berputar
mengelilingi sun gear.
2. Carrier
3. Ring gear
4. Sun gear disebut juga centered gear.
Agar planetary gear dapat bekerja syaratnya yaitu:
Diberi input putaran
Salah satu komponen harus ditahan (ring gear, carrier atau
sun gear).
Sebagai contoh, jika sun gear digerakkan dan ring gear ditahan
maka gear-gear pada carrier akan dipaksa untuk bergerak sepanjang
ring gear dengan arah yang sama seperti sun gear dan carrier akan
berotasi dengan kecepatan yang lebih rendah.
Keuntungan planetary gear set dibanding dengan external tooth
gear:
12
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 digunakan pada planetary
transmission dan planetary final drive.
13
POWER TRAIN
II. Penghubung Antara Engine Dengan Transmission
Seperti telah dijelaskan sebelumnya, ada dua macam
penghubung antara engine dan transmission pada Caterpillar
machine yaitu:
Flywheel clutch
Torque converter
Flywheel clutch tidak banyak digunakan, jadi penjelasan akan
lebih dititikberatkan pada Torque Converter.
II.1. Torque Converter
Fungsi dari torque converter adalah:
Meningkatkan torque bila outputnya mendapat beban
Meredam kejutan (memindahkan tenaga secara halus)
Mencegah engine stall (lug)
Sebagai media penghubung antar engine dengan transmission
secara hydraulic
Catatan: Torque converter tidak dapat meningkatkan horsepower
Gb. 2.1 Torque Converter
14
3
1
2
Komponen utama pada torque converter adalah:
Impeller (1), dihubungkan dengan flywheel melalui rotating
housing atau sebagai komponen penggerak (driving member).
Turbine (2), dihubungkan dengan output shaft ke transmission
atau sebagai komponen yang digerakkan (driven member).
Stator (3), komponen ini statis yang tugasnya mengarahkan
oli dariturbine ke impeller untuk melipatgandakan torque.
Torque converter menghubungkan engine dengan transmission
secara hydraulic. Jadi tidak ada hubungan mekanikal langsung antara
engine dengan transmission. Oli yang masuk ke torque converter
berasal dari transmission control valve (ratio valve) digabungkan
dengan oli dari torque converter charging pump menuju inlet
passage. Karena impeller dihubungkan langsung dengan engine
maka impeller selalu berputar sama dan searah dengan putaran
engine. Hal ini membuat oli yang masuk inlet passage dilempar oleh
sudu–sudu yang ada di impeller ke turbine.
Gb. 2.2
Komponen UtamaTorque Converter
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:
23
Output shaft berputar lebih lambat dibanding putaran
engine
Torque berlipat ganda
II.3.2 Direct Drive
Gb. 2.7 Torque Converter Direct Drive
Gambar 2.7 di atas menunjukkan torque converter pada posisi
direct drive, dimana lockup clutch di-engaged-kan oleh tekanan oli
dan menyatukan turbine dan impeller. Housing, impeller, turbine dan
output shaft pada torque converter berputar dengan kecepatan yang
sama dengan engine. Stator yang 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.
24
Direct Drive:
Lockup clutch engaged oleh tekanan oli dari lock up control
valve
Output shaft berputar sama dengan putaran engine
Stator pada posisi freewheel
Lock up clutch terdiri dari piston, disc dan plate.
II.3.3 Komponen Torque Converter dengan Lock Up
Gb. 2.8 Komponen Torque Converter dengan Lock Up
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
impeller dan turbine. Pada saat stator berputar cam juga ikut
26
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.
Menaikkan engine power yang ada untuk hydraulic system.
II.5 Torque Converter Dengan Variable Capacity Torque
Converter (VCTC) DAN Lock Up
VCTC bertujuan untuk memungkinkan operator untuk dapat
menentukan kapasitas besar-kecilnya torque dari torque converter.
Hal ini akan menurunkan slip dari roda dan mengurangi keausan dari
roda. Sehingga secara optimal engine power disalurkan untuk sistem
implement.
Jumlah penurunan kapasitas torque converter tergantung pada
lever VCTC pada kabin. Lever dihubungkan dengan load piston pada
sequence dan pressure control valve dengan kabel. Lever ini
mengijinkan VCTC beroperasi pada posisi antar kapasitas minimum
dan maksimum.
28
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 awal, Caterpillar
menggunakan tiga jenis transmission yaitu:
Direct drive Transmission
Power Shift Transmission
Hydrostatic Transmission
Berikut akan dijelaskan mengenai jenis-jenis transmission
tersebut.
31
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 transmission pada dasarnya sama dengan
Constant Mesh dengan tambahan synchronizer. Synchronizer
digunakan pada semua manual transmisi dan mesin lain ketika
perpindahan gigi.
Gb. 3.3 Synchromesh
III.2 Power Shift Transmission
Power shift transmission adalah transmission yang
menggunakan clutch fluida dimana perpindahan giginya langsung
tanpa harus memutuskan hubungan antara engine dengan
transmission (on the go shifting). Hal ini mempermudah pada saat
pengoperasiannya. Transmission ini diaplikasikan pada machine yang
sering berubah kecepatan dan arah maju mundurnya serta beban
kerja yang relatif berubah-ubah dan berat.
Adapun jenis dari powershift transmission adalah sebagai
berikut:
Planetary Gear Set
Counter Shaft
34
Untuk meng-engaged-kan clutch dipakai transmission control
valve, jenisnya antara lain:
Konvensional control valve
Electric control valve dengan on / off solenoid
Individual clutch modulation (ICM)
Electronic clutch pressure control (ECPC)
III.2.1 Planetary Gear Set
Planetary gear set merupakan pengaturan kecepatan dan arah
kerja dengan cara meng-engaged-kan disc dan plate sehingga salah
satu dari komponen planetary gear set meneruskan tenaga ke ke
output shaft dari transmission. Bagian-bagian dari planetary gear set
adalah sun gear, planet gear beserta carrier dan ring gear.
Planetary power shift transmission terdiri dari beberapa pasang
planetary gear dimana komponen tersebut berfungsi untuk:
Merubah arah putaran input
Merubah kecepatan
Komponen yang berfungsi untuk menahan pada planetary gear
set tersebut adalah clutch (piston, disc dan plate). Berikut ini adalah
beberapa contoh planetary gear set yang diapasang pada
transmission.
35
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).
Tekanan oli yang ada di speed clutch tergantung tekanan
spring yang ada di load piston. Ketika load piston berada pada posisi
38
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 meng-
engaged-kan directional clutch. Karena tekanan oli di speed clutch
lebih tinggi dibandingkan dengan tekanan oli di directional clutch
maka speed clutch engaged lebih dahulu dibandingkan directional
clutch.
Pada power shift transmission syaratnya untuk bisa masuk gigi
harus ada dua clutch yang engaged yaitu satu speed clutch dan satu
directional clutch. Pada gigi neutral hanya satu clutch yang engaged.
Kesimpulan:
Torque converter inlet relief valve dikontrol oleh tekanan oli P1.
Modulation relief valve membatasi tekanan oli di speed clutch.
Tekanan oli di P1 tidak dapat di-adjust dan hanya initial
pressure yang bisa di adjust dengan cara menambah atau
mengurangi shim yang ada di load piston.
Differential valve mempunyai 4 fungsi yaitu:
a. Menurunkan tekanan oli pada P1 yang dialirkan untuk
tekanan oli pada directional clutch.
b. Menahan aliran oli ke directional clutch pada saat neutral
c. Membiarkan load piston untuk reset posisi dengan cepat
selama perpindahan gigi.
d. Sebagai safety valve (apabila transmission posisi masuk
gigi dan engine dihidupkan maka transmission tidak bisa
maju atau mundur).
39
Gambar berikut ini menunjukkan posisi control valve pada posisi
neutral.
Gb. 3.6 Posisi Control Valve Pada Posisi Neutral
Keterangan:
1 = Clutch nomor 1 (directional clutch)
2 = Clutch nomor 2 (directional clutch)
3 = Clutch nomor 3 (speed clutch)
4 = Clutch nomor 4 (speed clutch)
5 = Clutch nomor 5 (speed clutch)
40
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
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.
41
Berikut merupakan gambar Transmission Control Valve pada Wheel
Loader Ketika Neutralizer Valve diaktifkan.
Gb. 3.8 Transmission Control Valve pada Wheel Loader Ketika
Neutralizer Valve diaktifkan
Ketika brake kiri diinjak (diaktifkan) tekanan yang berasal dari
brake system menekan spool yang ada di neutralizer valve untuk
melawan spring. Sehingga tekanan oli yang ada pada directional
42
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
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.
43
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
50
III.2.3.4 Electronic Clutch Pressure Control (ECPC)
Electronic clutch pressure control dipakai pada machine D6R,
966G dan lain–lain. Sama halnya dengan ICM control valve yaitu
setiap clutch mempunyai satu control valve. Pengaturan tekanan oli
diatur oleh besar kecilnya arus listrik yang mengalir ke masing–
masing solenoid. Sedangkan arus listrik yang mengalir ke solenoid
diatur oleh ECM (electronic control module).
Keuntungan dari transmission dengan menggunakan ECPC
adalah:
Tidak menggunakan mechanical lingkage
Peng-adjust-an dilakukan secara electronic
Perubahan design dan sistem terbaru diperbaharui dengan
software
Mengurangi kejenuhan pada operator
Perpindahan gigi yang lebih halus
Mudah dalam melakukan trouble shooting
Berikut adalah gambar proportional solenoid yang mengatur
besarnya tekanan oli pada clutch.
SUPPLY OIL
TO CLUTCH
TO DRAIN
TRANSMISSION MODULATING VALVE
51
Gb. 3.12 Proportional Solenoid
52
53
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
54
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.
55
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
56
57
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
58
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
59
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
60
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.
61
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
62
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.
63
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.
64
POWER TRAIN
VI. STEERING DAN BRAKE
VI.1 Steering System
Sistem steering pada machine yang menggunakan track dibagi
tiga macam yaitu:
Differential steering
Steering clutch & brake
Steering dengan track motor
VI.1.1 Differential Steering
Differential steering dipakai pada track type tractor contohnya
D6 H, D8 N dan sebagainya. Keuntungan dari differential steering
dibandingkan dengan steering clutch & brake adalah:
Kecepatan tractor tetap ketika berbelok
Tidak banyak muatan yang tercecer ketika berbelok
Arah gerak dari tractor lebih mudah dikendalikan
Kebolehan bermanuver secara lebih akurat
Pada sistem differential steering pasok tenaga diperoleh dari
transmission sama seperti sistem differential pada umumnya.
Perbedaanya system ini memperoleh pasokan tenaga tambahan dari
steering motor. Steering motor ini menaikkan kecepatan putar pada
salah satu track dan mengurangi kecepatan track yang lainnya.
Dengan demikian pasok tenaga terhadap masing–masing track tidak
pernah terhenti. Pada saat tractor berjalan lurus motor steering tidak
lagi digunakan.
Steering motor pada differential steering ini digerakkan oleh
pompa hydraulic. Pengontrolan arah belok dari tractor dikendalikan
cukup dengan satu tangan yaitu dengan cara menarik atau
mendorong tuas dari steering.
65
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.
66
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
67
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
68
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
Gb. 6.5 SkematikTravel Brake Valve
Line Relief Valve
Line Relief Valve
Counter Balance Valve
Brake Release
Port
To Control Valve
From Pump
Travel Position
TRAVEL MOTOR BRAKE VALVE
69
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.
70
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.
71
Gb. 6.8 Multiple Discs
Macam – macam rem berdasarkan fungsinya:
Service brake, untuk menghentikan atau mengurangi
kecepatan machine, biasanya pengaturan pengereman
dilakukan oleh kaki sehingga pengontrolan pengurangan
kecepatan agak susah dilakukan.
Manual retarder, fungsinya sama dengan service brake, hanya
bedanya pengereman dilakukan dengan tangan.
Automatic retarder, untuk mengurangi kecepatan machine
(mencegah engine over speed), pengontrolannya dilakukan
secara otomatis.
72
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.
6. P1 adalah speed clutch pressure, P2 adalah directional clutch
pressure adalah torque converter inlet pressure.
7. P2 akan engage sebelum P1.
73
8. Priority valve dipasang pada machine wheel loader.
9. Torque converter dapat menghasilkan putaran yang bervariasi
10. Power output dari torque converter keluar melalui bagian
impeller.
POWER TRAIN
PILIHLAH JAWABAN YANG PALING BENAR
11. Komponen-komponen yang terdapat pada torque converter
adalah:
a. sun gear c. turbine
b. ring gear d. carrier
12. Power output dari torque devider dihubungkan melalui komponen:
a. Impeller c. stator
b. Turbine d. carrier
13. Komponen-komponen yang terdapat pada planetary gear set
kecuali:
a. sun gear c. planet gear
b. ring gear d. sun carrier
14. Agar suatu planetary gear set dapat menghasilkan output maka
selain diberi input putaran maka:
a. beberapa komponen ditahan c. semua komponen
ditahan
b. salah satu komponen ditahan d. semua komponen
harus bebas
15. Yang menghubungkan engine dengan transmission pada machine
Caterpillar kecuali:
a. flywheel clutch c. torque converter
74
b. torque devider d. planetary gear set
16. Torque devider adalah torque converter ditambah dengan:
a. planetary gear set c. stator
b. turbine d. impeller
17. Untuk mempertahankan tekanan oli minimum yang ada di torque
converter adalah fungsi dari komponen:
a. torque converter inlet valve c. ratio valve
b. torque converter outlet relief valve d. modulation relief
valve
18. Clutch pack pada powershift transmission akan engage oleh gaya:
a. Spring c. oil pressure
b. Pneumatic d. sentrifugal
19. Beberapa komponen yang terdapat pada transmission control valve
kecuali:
a. ratio valve c. pressure reducing
valve
b. pressure differential valve d. modulation relief valve
20. Modulation pada power shift transmission control valve dilakukan
oleh komponen…….. yang bekerja sama dengan load piston.
a. ratio valve c. screened orifice
b. modulation relief valve d. speed selector
spool
21. Safety protection valve pada transmission control valve dilakukan
oleh:
a. load piston c. differential valve
b. ratio valve d. priority valve
22. Urutan kerja pada waktu shifting atau pemindahan gigi adalah:
a. P1 engage sebelum P2
b. P1 engage sesudah P2
c. P1 engage bersama-sama dengan P2
75
23. Pada machine track type tractor yang dilengkapi dengan komponen
ini maka oli akan diprioritaskan ke brake sebelum menuju ke
transmission. Komponen tersebut adalah:
a. directional control valve c. priority valve
b. speed selector spool d. pressure reducing valve
24. Nilai maksimum pressure P1 ditentukan oleh posisi:
a. ratio valve c. load piston
b. speed selector spool d.differential valve
25. Mana ketentuan di bawah ini yang benar:
a. P1 pressure sama dengan P2 pressure
b. P1 pressure lebih besar dari P2 pressure
c. P1 pressure lebih kecil dari P2 pressure
d. P1 pressure lebih kecil dari P3 pressure
Tabel untuk soal no. 25 dan 26
Clutch Engage Gear
3 Neutral
2 & 5 1st Forward
2 & 4 2nd Forward
2 & 3 3rd Forward
1 & 5 1st Reverse
1 & 4 2nd Reverse
1 & 3 3rd Reverse
25. Dari tabel di atas, pada saat clutch no. 2 dan no. 3 engage,
transmission berada pada kondisi:
a. Neutral c. 3rd forward
b. 2nd forward d. 3rd reverse
27. Dari tabel di atas bila pada posisi 2nd forward dan pada 2nd reverse
machine tidak dapat maju mundur maka kemungkinan problem
terjadi pada clutch no:
76
a. 2 c. 4
b. 3 d. 1
28. Pada track type tractor transmission control valve oli yang masuk
ke torque converter diatur oleh valve:
a. ratio valve c. neutralizer valve
b. differential valve d. modulation relief
valve
29. Mana diantara pressure di bawah ini yang bisa di adjust:
a. P1 pressure c. Initial (primary) pressure
b. P2 pressure d. Pump pressure
30. Jenis differential yang dapat mengunci secara otomatis (automatic
locking) yaitu memaksa kedua roda untuk berputar dengan
kecepatan yang sama pada kondisi apapun adalah:
a. Nospin differential c. Differential lock
b. Standard differential d. Limited slip
differential
31. Jenis Torque converter yang dapat direct drive adalah:
a. Torque Converter c. VCTC
b. Torque Divider d. Torque converter dengan
Lock Up
32. Melipatgandakan torque yang paling akhir adalah tugas dari
komponen:
a. Torque Converter c. Final drive
b. Differential d. Torque Divider
33. Keuntungan dari differential steering adalah:
a. Kecepatan tractor tidak sama ketika berbelok
b. Banyak muatan ketika berbelok
c. Kebolehan bermanuver secara lebih akurat
d. Arah gerak tractor dapat dikendalikan dengan dua handle
34. Untuk mencegah terjadinya engine overspeed pada saat turunan
pada Caterpillar machine dipasang:
a. Service brake c. Automatic retarder
77
b. Emergency brake d. Parking brake
35. Untuk me-neutral-kan transmission pada saat Loader sedang
loading, pada transmission dipasang:
a. Modulating relief valve c. Selector & pressure
control valve
b. Load piston d. Neutralizer valve
36. Apabila sun gear sebagai driving member dan carrier adalah
komponen yang diam (hold) maka driven member-nya adalah:
a. Planet gear dan increase speed c. Ring gear dan increase
speed
b. Ring gear dan reduce speed d. Sun gear dan
reduce speed
37. Jenis transmission yang mempunyai jumlah proportional solenoid
sama dengan jumlah clutchnya adalah:
a. Power shift transmission c. ICM transmission
b. Direct drive transmission d. ECPC transmission
Gambar untuk soal no. 38-40
A
B
D
C
78
38. Komponen impeller pada gambar di atas adalah:
a. A c. C
b. B d. D
39. Komponen turbine pada gambar di atas adalah:
a. A c. C
b. B d. D
40. Komponen stator pada gambar di atas adalah:
a. A c. C
b. B d. D
SELAMAT MENGERJAKAN
79
