Prinsip Kerja Transmisi Manual
Gambar 1- Gearbox Transmisi Manual (www.bmwblog.com)
Ketika kita mengendarai mobil, kita sering mendengar istilah pindah gigi
atau gigi-1, gigi-2 dan sebagainya. Namun sebenarnya apa itu dan bagaimana cara
kerjanya. Berikut ini akan kita bahas dengan ruang lingkup dalam transmisi
manual. Transmisi manual atau sering disebutgearbox sederhana telah
diaplikasikan pada kendaraan berdekade-dekade yang lalu. Bahkan saat ini
transmisi ini merupakan transmisi yang paling populer. Mengapa transmisi
dibutuhkan? Daya dari mesin disalurkan melalui transmisi terlebih dahulu
sebelum mencapai roda penggerak. Fungsi dasar dari transmisi adalah
mengatur kecepatan dan torsi yang cocok untuk roda
penggerak pada beberapa kondisi berkendara. Secara umum transmisi
berdasarkan cara kerjanya dibedakan menjadi dua yaitu manual transmission
(transmisi manual) dan automatic transmission (transmisi otomatis). Secara
singkat perbedaannya terletak cara pemindahan transmisi (pindah gigi). Pada
transmisi manual memindahkan transimisi atau gigi dilakukan oleh pengemudi
secara manual melalui perseneling. Sementara untuk transmisi otomatis,
pengemudi tidak perlu repot-repot memindah transmisi menggunakan perseneling
karena perpindahan transmisi sudah diprogram secara otomatis pada mobil.
Gambar 2- Aliran Daya pada Mobil (repairpal.com)
Sebagai contoh,
jika kita sedang berada pada kondisi jalan menanjak, maka diperlukan torsi yang
lebih besar untuk menahan beban yang ada. Torsi didapatkan dengan cara
mereduksi kecepatan putar melalui sebuah transmisi sehingga didapat torsi yang
lebih besar pada daya yang sama. Dan begitu pula sebaliknya jika
dibutuhkan torsi yang rendah maka kecepatan akan ditingkatkan.
Gambar 3- Kebutuhan Torsi Kondisi Menanjak dan Menurun
(www.learnengineering.org)
PRINSIP KERJA
TRANSMISI MANUAL
Transimisi
manual bekerja pada prinsip yang sederhana dengan menggunakan rasio
roda gigi. Sebuah perbedaan output kecepatan dapat dilakukan dengan
mengubah rasio roda gigi pada sistem transmisinya. Rasio kecepatan dapat
di-representasikan pada persamaan berikut:
Gambar 4- Prinsip Dasar Rasio Gear (www.learnengineering.org)
Dimana:
N = kecepatan putar (rpm)
T = jumlah gigi
MACAM_MACAM
TRANSMISI MANUAL
Berdasarkan
cara pemindahan gigi maka transmisi manual dibedakan menjadi 3 yaitu :
1. Tipe Sliding mesh
2. Tipe Constant mesh
3. Tipe Sincromesh
1. Tipe Sliding mesh
2. Tipe Constant mesh
3. Tipe Sincromesh
TRANSMISI
SLIDING MESH
Sliding mesh
merupakan jenis awal transmisi manual dan paling mudah untuk dimengerti.
Transmisi jenis ini, karena memang memiliki banyak kekurangan dalam cara
kerjanya. Diantaranya adalah karena mengeluarkan suara yang kasar saat
perpindahan gigi, perpindahan gigi membutuhkan waktu yang cukup lama, hanya
dapat menggunakan salah satu dari roda gigi.
Mekanisme dasar
pada transmisi sliding mesh ditunjukkan pada gambar-5. Dimana poros input
(input shaft) dan poros output (output shaft) dihubungkan melalui sebuah
counter shaft. Hanya dengan menggeser (sliding) gear pada poros
output , maka akan menghasilkan rasio gear yang berbeda . Arah dari alur
daya direpresentasikan sebagai garis putus-putus merah pada gambar-5.
Gambar 5- Transmisi Sliding Mesh (www.learnengineering.org)
Tranmisi
sliding mesh cocok untuk mengatur kecepatan putar, namun terdapat sebuah
kelemahan pada sistem ini. Transmisi ini cukup rumit untuk menggeser dari satu
gear dan mengubungkannya ke gear yang lain. Sebuah teknologi yang disebut double
clutching digunakan untuk memperhalus perpindahan roda gigi, tetapi
pengemudi butuh kemampuan yang baik untuk menggunakan double clutching secara
efektif.
Gambar 6- Kombinasi Gigi-gigi pada Transmisi Sliding Mesh
(syahrulsalam29.host56.com)
Transmisi Constant Mesh
Transmisi
tipe constant mesh adalah jenis transmisi manual yang
cara kerja dalam pemindahan giginya memerlukan bantuan kopling geser agar
terjadi perpindahan tenaga dari poros input ke poros out put. Transmisi jenis
constant mesh antara roda gigi input dan out put nya selalu berkaitan, tetapi
roda gigi output tidak satu poros dengan poros output transmisi. Tenaga akan
diteruskan ke poros output melalui mekanisme kopling geser. Transmisi jenis ini
memungkinkan untuk menggunakan roda gigi lebih dari satu jenis
Gambar 7- Transmisi Constant Mesh (bejopardede.blogspot.com)
TRANSMISI
SYNCHROMESH
Merupakan
transmisi yang sering digunakan pada kendaraan. Sebuah transmisi synchromesh
secara permanen dapat menyelesaikan masalah yang ada pada transmisi sliding
mesh. Di sini roda gigi selalu dalam rangkaian, namun dengan sebuah perbedaan
besar dimana gear output terhubung dengan poros secara longgar. Terdapat
celah (clearance) kecil antara gear output dengan poros. Jika kita hanya
menghubungkan satu roda gigi dengan poros pada suatu waktu, maka poros akan
memiliki kecepatan putar yang terhubung dengan roda gigi.
Gambar 8- Transmisi Synchromesh (www.learnengineering.org)
Terdapat
beberapa komponen penyusun transmisi syncromesh diantaranya
adalah hypothetical connector , hub sleeve, synchronizer cone-teeth, dan
synchronizer ring. Berikut ini penjelasan terkait fungsi dan cara kerja
komponen transmisi syncromesh.
HYPOTHETICAL
CONNECTOR
Pertama kita
gunakan hypothetical connector untuk mengilustrasikan bagaimana perbedaan rasio
gear bekerja dalam transmisi synchromesh. Dengan bantuan dari hypothetical
connector, perbedaan rasio gear di-ilustrasikan oleh gambar-9. Hal ini menarik
untuk dicatat bahwa pada 4th gear poros input dan output secara langung
terhubung satu sama lain. Hal ini berarti poros output dan input memiliki
kecepatan yang sama pada 4th gear. Seni dalam mengunci gear yang longgar dengan
poros secara efektif dan secara halus terletak pada jantung transmisi manual.
Gambar 9- 1st dan 4th Gear dengan Hypothetical Connector
(www.learnengineering.org)
SYNCHRONIZER
CONE-TEETH
Komponen inilah
yang berfungsi untuk menyamakan putaran gigi percepatan dan hub sleeve dengan
cara melakukan pengereman terhadap gigi percepatan saat hub sleeve
digeserkan (dihubungkan) oleh garpu pemindah .Poros utama memiliki sebuah
susunan synchronizer cone-teeth yang diilustrasikan pada gambar-9
Gambar 10-Susunan Synchronizer Cone-Teeth dari Transmisi Synchromesh
(www.learnengineering.org)
HUB
SLEEVE
hub sleeve
merupakan komponen yang berfungsi untuk menghubungkan gigi-gigi percepatan
dengan clutch hub melalui synchromesh. Sebuah hub diletakkan permanen pada
poros. Sebuah sleeve yang bebas untuk bergeser melebihi hub juga digunakan pada
sistem ini. Jika sleeve telah terhubung dengan gigi pada synchronizer cone,
maka gear dan poros akan bergerak bersama. Namun selama gearbox beroperasi,
poros dan gear akan berputar dengan kecepatan yang berbeda.
Gambar 11-Kondisi Sleeve dan Synchronizer Teeth saat Terhubung
(www.learnengineering.orgl)
SYNCHRONIZER
RING
Sebuah
synchronizer ring membantu untuk menyesuaikan kecepatan gear yang terhubung
dengan poros. synchronizer ring mampu berputar sepanjang hub, namun dalam
kondisi bebas untuk bergeser secara axial. Sebelum menggerakkan sleeve, clutch
pedal ditekan terlebih dahulu. Dengan cara ini, aliran daya menuju gear dalam
kondisi diskontinu.
Gambar 12-Posisi Synchronizer cone (www.learnengineering.org)
Ketika
menggerakkan sleeve, sleeve akan menekan synchronizer ring melawan cone.
Kecepatan gear akan menjadi sama dengan poros disebabkan oleh gaya gesekan yang
besar antara synchronizer ring dan cone. Pada saat ini, sleeve dapat
tergeser lebih jauh dan akan terkunci dengan gear. Jadi, gear terkunci
dengan poros dengan cara yang halus dan efisien.
Gambar 13-Pergerakkan Sleeve dan Synchronizer Teeth
(www.learnengineering.org)
PERBEDAAN RASIO
GEAR
Kita telah membahas terkait teknologi 2nd gear pada
bagian sebelumnya. Begitupun untuk rasio gear yang lainnya, secara singkat
dilakukan dengan cara yang sama. Untuk lebih detailnya lihat penjelasan
berikut:
Under Drive – 1st, 2nd And
3rd
Under Drive merupakan kondisi dimana gear input lebih kecil daripada gear
output sehingga putaran pada poros output lebih rendah daripada poros input.
Untuk transmisi manual kita sedang membahas 1st , 2nd dan 3rd gear dalam
kondisi under drive. Berikut konfigurasi yang dapat menggambarkan pergerakan
sleeve yang dibutuhkan pada 1st dan 3rd gear
Gambar 14- 1st dan 3rd Gear pada Transmisi Manual
(www.learnengineering.org)
Direct Drive
Dapat dilihat dari namanya ‘Direct Drive’, merupakan kondisi dimana poros
output dan input bergerak dengan kecepatan yang sama. Untuk tujuan ini, poros
output dan input secara langsung dikopel menggunakan mekanisme synchronizer
cone-sleeve dimana hub dalam keadaan fix dengan poros output. ketika sleeve
telah terhubung dengan synchronizer teeth dari poros input, maka keduanya akan
terkopel secara bersama-sama. Selama direct drive, sleeve berada pada posisi 3rd gear dan bergerak menuju sisi kiri.
Over Drive
Over Drive
merupakan kondisi dimana gear input lebih besar daripada gear output
sehingga putaran pada poros output lebih tinggi daripada poros input. 5th
gear digunakan untuk menggerakkan poros output dengan kecepatan lebih tinggi
daripada poros input. Hal ini tidak seperti pasangan gear yang lain. Pada 5th
gear, gear yang berada pada poros output lebih kecil daripada gear pada counter
shaft. Hal ini yang membuatnya dikatakan dalam kondisi overdrive.
Gambar 15- Susunan 5th Gear pada Transmisi Manual
(www.learnengineering.org)
Dapat dikatakan
bahwa terdapat perbedaan besar dalam konfigurasi 5th gear, output gear dibuat
permanen pada poros dan dibuat terhubung sedikit longgar pada counter shaft.
sebagai hasilnya, mekanisme synchroizer ring – sleeve disusun pada counter
shaft. Tujuan utama dari susunan ini untuk mengakomodasi mekanisme reverse
gear.
Pergerakan
sleeve diatur oleh sebuah shift stick. Dapat juga dilihat mekanisme
yang digunakan untuk mengatur sleeve menggunakan shift stick. Dengan
menggunakan mekanisme ini, tidak lebih dari satu sleeve yang akan terhubung
dengan gear output. Perlu diperhatikan, dengan menghubungkan 2 sleeve pada
suatu waktu akan membuat keadaan impossible turning.
Reverse Gear
Reverse gear
merupakan kondisi dimana mobil digerakkan mundur. Reverse gear menggunakan tiga
susunan gear seperti gambar berikut dimana pada gambar konfigurasinya
memiliki idle gear.
Gambar 16- Susunan Reverse Gear (www.learnengineering.org)
Penambahan satu
atau lebih gear akan membuat poros output bergerak dengan arah yang berlawanan.
Untuk menghubungkan reverse gear, idle gear didorong dan dihubungkan pada kedua
gear yang lainnya, sehingga kebutuhan putaran pada poros output dengan arah
berlawanan (reverse direction) dapat tercapai. Dapat dicatat bahwa untuk
reverse gear tidak memiliki mekanisme synchronizer ring. Hal ini berarti,
putaran gearbox telah berhenti sepenuhnya sebelum menggunakan reverse gear.
Gambar 17-Pergerakkan Idle Gear (www.learnengineering.org)
Kita juga dapat
mencatat bahwa dalam kondisi reverse gear, kendaraan akan bergerak dalam
kecepatan yang sangat rendah. Hal ini dapat terlihat bahwa susunan rasio
gearnya memiliki 2 tahap reduksi kecepatan. Ini akan menghasilkan kecepatan
rendah dan torsi yang tinggi. Secara umum untuk reverse gear memiliki rasio 4 :
1 (kecepatan input : kecepatan output)
Referensi:
4.
www.ehow.com
Tidak ada komentar:
Posting Komentar