BAB II DASAR TEORI Powertrain adalah sistem penyaluran daya dari mesin ke roda penggerak kendaraan (ban). Powertrain pada kendaraan dengan roda penggerak depan memiliki komponen penyusun utama yaitu clutch, manual transaxle (mencakup transmisi roda gigi dan differential), driveshaft. Daya dari mesin dalam bentuk putaran poros diteruskan ke sistem transmisi roda gigi dengan menggunakan clutch. Clutch memiliki fungsi sebagai penerus daya dan merupakan sambungan dua poros (poros output dan poros input transmisi roda gigi). Transmisi roda gigi berfungsi mengatur output putaran yang diinginkan. Differential berfungsi sebagai pengubah arah putaran poros dari output transmisi roda gigi ke driveshaft. Driveshaft meneruskan putaran dari differential ke roda penggerak kendaraan (ban). Gambar 2.1. Susunan powertrain mobil penggerak roda depan 4
Dinamika kendaraan sangat penting dalam perancangan powertrain sebuah kendaraan. Dinamikan kendaraan menunjukkan karakteristik pergerakan sebuah kendaraan, meliputi analisis gaya yang ada dalam sebuah kendaraan yang menyebabkan kendaraan bergerak. Kendaraan yang bergerak harus memiliki dua macam gaya dalam pergerakanny. Gaya tersebut adalah gaya traksi dan hambatan kendaraan. Hambatan merupakan gaya yang menghambat pergerakan kendaraan kendaraan. Keberadaan hambatan ini merugika kinerja kendaraan, tetapi keberadaannya tidak dapat dihindarkan. Hambatan yang dialami sebuah kendaraan antara lain : 1. Hambatan gulung / Road Resistence (Pr) 2. Hambatan jalan yang mendaki / Grade Resistence (Pg) 3. Hambatan udara (P udara) 4. Hambatan inersia (Pin) Gaya traksi adalah gaya dorong yang diperoleh dari engine dan diteruskan ke transmisi roda penggerak. Gaya traksi digunakan untuk melawan hambatan yang terjadi pada kendaraan. Kendaraan untuk bergerak maju atau mundur harus memiliki gaya traksi yang cukup untuk melawan semua hambatan yang terjadi pada kendaraan. Besarnya gaya traksi dapat ditentukan berdasarkan persamaan berikut ini (Sunardjo, 2002) : Keterangan : Pt = Ǥ୧ ౪౨.(2.1) ౭ P t Te n tr r w i = Gaya Traksi (N) = Torsi Mesin (Nm) = Efisiensi Transmisi = Jari-jari Efektif Ban (m) = Angka Transmisi 5
Persamaan gaya antara gaya traksi dan hambatan pada kendaraan adalah sebagai berikut (Sunardjo, 2002) : Gaya traksi = Jumlah gaya-gaya hambatan P t = P g + P r + P udara + P in.. (2.2) Dari persamaan di atas diperoleh beberapa keadaan pergerakan kendaraan sebagai berikut : 1. Jika P g + P r + P air < P t, maka P in > 0 (kendaraan dipercepat) 2. Jika P g + P r + P air < P t, maka P in < 0 (kendaraan diperlambat) 3. Jika P g + P r + P air = P t, maka P in = 0 (kendaraan bergerak dengan kecepatan konstan). 2.1 Data Teknis Kendaraan Perancangan powertrain ini memerlukan data yang digunakan dalam perhitungan. Dalam perancangan menggunakan data-data sebagai berikut : 1. Berat kendaraan a. Berat kosong kendaraan : 1.020 kg b. Kapasitas tangki bahan bakar : 45 Liter c. Asumsi 4 penumpang @ 65kg : 260kg d. Berat bahan bakar : Berat jenis bensin x kapasitas tangki bahan bakar : 0,74 kg/ltr x 45 ltr : 33,3 kg e. Berat total kendaraan : 1.020 + 260 + 33,3 : 1313.3 kg 2. Mesin : a. Tipe mesin : 4IL, 16 katup,dohc,vvt-i b. Daya maksimum : 109 Ps ( 81,314 kw ) / 6000 rpm c. Torsi maksimal : 14,5 kgm ( 142,1 Nm ) / 4200 rpm 6
d. Kecepatan maksimum :185 km/jam ( 51,389 m/dtk) e. Koefisien hambatan udara : 0,3 3. Dimensi : a. Panjang total : 4.285 mm. b. Lebar total : 1.695 mm. c. Tinggi total : 1.435 mm. d. Jarak sumbu roda : 2.500 mm. e. Jarak roda depan (kiri-kanan) : 1.445 mm. f. Jarak roda belakang (kiri-kanan) : 1.430 mm. g. Ukuran ban : 185 / 55 R-15. h. Transmisi : manual, 5- kecepatan 2.2 Hambatan Kendaraan Hambatan yang dialami kendaraan selama bekerja adalah hambatan gulung / road resistence (P r ), hambatan jalan yang mendaki / grade resistence (P g ), hambatan udara (P udara ) dan hambatan inersia (P in ). 2.2.1. Hambatan Gulung / Road Resistence (Pr) Berat total kendaraan adalah faktor yang diperhitungkan dalam desain suatu kendaraan. Semakin berat suatu kendaraan akan menimbulkan hambatan yang semakin besar pula. Hambatan sebagai akibat berat kendaraan disebut sebagai hambatan gulung. Besarnya hambatan gulung dapat dihitung berdasarkan persamaan berikut ini : P r = f g. m k.g.(2.3) Keterangan : P r f g = Hambatan Gulung (N) = Koefisien Hambatan 7
m k g = Berat Total Kendaraan (kg) = Percepatan Gravitasi (m) Kendaraan yang dirancang adalah kendaraan sedan yang digunakan pada kondisi jalan aspal. Dari LSHT Torqmotors TM and Nichols TM MotorsH, diperoleh data sebagai berikut : Tabel. 2.1. Koefisien Hambatan Gulung Pada Kondisi Jalan Yang Berbeda (LSHT Torqmotors TM and Nichols TM MotorsH) Koefisien hambatan gulung yang diambil besarnya 0,012 sesuai dengan kondisi jalan aspal dengan permukaan baik. Berat total kendaraan meliputi berat kosong kendaraan, berat bahan bakar, 8
dan berat penumpang. 2.2.2. Hambatan jalan yang mendaki / Grade Resistence ( P) Grade resistence merupakan gaya hambat kendaraan yang disebabkan oleh kondisi jalan yang menanjak. Besarnya grade resistence ditentukan oleh besarnya gaya normal yang dialami oleh kendaraan dan sudut tanjakan maksimum yang dapat dilalui oleh kendaraan. Gambar 2.2. Komponen gaya kendaraan saat jalan menanjak Grade resistence dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut : P g = m k g sin a.....(2.6) Dimana : M k = Masa Total Kendaraan (kg) g = Percepatan Gravitasi (m/dt 2 ) a = Sudut Tanjakan Jalan ( 0 ) 9
2.2.3. Hambatan udara (P udara ) Pergerakan kendaraan menyebabkan kendaraan tersebut bertabakan dengan udara sehingga kendaraan tersebut mengalami hambatan udara. Hambatan udara ini diakibatkan karena adanya beberapa faktor, yaitu : 1. Drag force yang disebabkan oleh adanya turbulensi aliran udara di belakang kendaraan yang merupakan fungsi dari bentuk dari kendaraan dan merupakan faktor terbesar yang mempengaruhi besarnya nilai hambatan udara yang terjadi pada sebuah kendaraan. 2. Skin friction, yaitu gesekan antara permukaan body kendaraan dengan udara. 3. Adanya aliran udara yang melewati celah-celah sempit, misalnya radiator dan ventilasi. Besarnya hambatan udara dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut (Sunardjo, 2002) : P udara = ଵ ܨǤ ǤߩǤ ଶ ௨ Ǥ ଶ (2.7) Keterangan : P udara = Hambatan Udara (N) = Masa Jenis Udara ( 1,2 kg/m 3 ) C d = Koefisien Hambatan Udara (Ndt 2 /m 2 ) F udara = Proyeksi Luasan Depan Kendaraan (m 2 ) = 0,78 x Ba x Ha Ba Ha V = Lebar Kendaraan (m) = Tinggi Kendaraan (m) = Kecepatan Kendaraan (m/dtk) 2.2.4. Hambatan Inersia (P in ) Hambatan inersia terjadi karena kendaraan bergerak dipercepat atau diperlambat. Besarnya hambatan inersia dapat ditentukan menurut persamaan sebagai berikut : 10
P in = δ ୭୲. m ୲. a.. (2.8) Keterangan : δ ୭୲ m t = Koefisien Rotasi = Masa Total Kendaraan (kg) a = Percepatan Kendaraan ( m/dt 2 ) Saat kendaraan melintasi tanjakan maksimum, kendaraan mengalami torsi yang maksimal sehingga kecepatan kendaraan konstan. Untuk kecepatan yang konstan maka percepatan kendaraan adalah nol. Untuk kecepatan kendaraan maksimum, percepatan kendaraan juga nol. Hambatan inersia saat melintasi tanjakan maksimum dan kecepatan maksimum adalah nol. 2.3. CLUTCH Clutch merupakan peralatan mekanis yang berfungsi untuk menghubungkan dan meneruskan daya antara poros penggerak dan poros yang digerakkan, serta dapat melepaskan hubungan kedua poros tersebut baik dalam keadaan diam maupun berputar. Pada powertrain sebuah kendaraan, clutch terletak diantara mesin dan sistem transmisi. Penerusan daya dari mesin ke sistem transmisi dalam sistem powertrain terjadi dengan menghubungkan poros output mesin dan poros input sistem transmisi. Clutch mempunyai fungsi sebagai penghubung kedua poros tersebut saat terjadi penerusan daya dan melepas hubungan kedua poros saat tidak terjadi penerusan daya. Saat pemindahan gigi transmisi, clutch juga berfungsi melepas hubungan kedua poros tersebut sehingga saat pemindahan gigi transmisi tidak ada daya yang diteruskan ke sistem transmisi. 2.3.1. Jenis Clutch Pemilihan jenis clutch tergantung dari penggunaannya. Clutch yang sering dipakai pada kendaraan adalah friction clutch jenis dry clutch. Berikut ini ditunjukkan pembagian berbagai jenis clutch berdasarkan cara kerjanya adalah sebagai berikut : 11
1. Jaw Clutch 2. Friction Clutch 3. Electromagnetic Fluid and Electromagnetic Power 4. Hydraulic power Friction clutch juga dapat dibagi berdasarkan bentuk permukaan geseknya, yaitu : 1. Disk Clutch 2. Cone Clutch 3. Block Clutch 4. Band and Spring Clutch Dalam perancangan ini clutch yang digunakan adalah jenis friction clutch dengan tipe disk clutch tunggal jenis dry clutch. Disk clutch adalah clutch yang menggunakan plat gesek sebagai permukaan gesek. Disk clutch tunggal jenis dry clutch merupakan disk clutch yang mempunyai jumlah plat tunggal dan bekerja tanpa memerlukan pelumasan (oli). Kelebihan penggunaan disk clutch adalah sebagai berikut : 1. Efek sentrifugal yang terjadi kecil. 2. Bidang gesek efektif luas dan dapt dipasang ditempat yang sempit. 3. Permukan untuk disipasi panas lebih efektif 4. Distribusi tekanan lebih baik. 2.3.2. Konstruksi Clutch Clutch memiliki beberapa bagian yang saling mendukung dalam operasinya. Bagian utama disk clutch adalah plat gesek (friction disk), plat penekan (pressure plate), pegas (spring), dan penutup (cover). Selain komponen utama tersebut terdapat komponen lain yang mendukung kerja clutch antara lain release lever dan bantalan pembebas, Konstruksi disk clutch dapat dilihat pada gambar berikut : 12
Gambar 2.3. Susunan clutch Berdasarkan unit kerjanya, komponen clutch dibagi menjadi dua bagian. Penutup (clutch cover), plat penekan (pressure plate), pegas (spring), dan release lever merupakan salah satu unit yang berputar barsama roda gila. Unit yang lain adalah plat gesek yang berputar barsama poros input sistem transmisi. 13
2.3.3. Plat Gesek (Friction Disk) Plat gesek adalah komponen utama dari clutch. Plat gesek merupakan bagian dari clutch yang mengalami gesekan dengan roda gila. Keausan clutch terjadi pada bagian ini, sehingga umur dari plat gesek ini terbatas. Keausan terjadi karena adanya gesekan permukaan gesek plat dengan roda gila sehingga permukaan dari plat gesek ini akan mengikis. Plat gesek berbentuk lingkaran tipis dan biasanya terbuat dari baja berkualitas tinggi, dengan spline hub dibagian tengahnya. Spline hub berfungsi menghubungkan clutch dengan spline pada poros input sistem transmisi. Kedua sisi dari plat gesek ditutup oleh material gesek. Material gesek ini disatukan pada plat dengan menggunakan sisitem keling. Plat gesek dapat ditunjukkan pada gambar berikut : Gambar 2.4. Plat gesek 2.3.4. Plat Penekan Plat penekan terletak tepat dibelakang plat gesek. Fungsi plat penekan yaitu meneruskan tekanan dari pegas ke plat gesek sehingga menyebabkan plat gesek terdorong dan bersinggungan 14
dengan roda gila. Plat penekan juga berfungsi memberi tekanan pada pegas saat tidak terjadi penerusan daya. Plat penekan memliki penampang lingkaran dengan lubang dibagian tengah dan memiliki diameter sama dengan diameter plat gesek. Pada salah satu sisi permukaan plat penekan yang bersinggungan dengan plat gesek dibuat halus dan sisi yang lain dibuat bentuk tertentu untuk meletakkan pegas dan realese lever. Gambar 2.5. Plat penekan clutch 2.3.5. Pegas Clutch Pegas merupakan peralatan mekanis yang memiliki sifat elastis. Ketika gaya diberikan ke pegas maka pegas akan mengalami perubahan bentuk dan akan kembali kebentuk semula ketika gaya tersebut dihilangkan Fungsi dari penggunaan pegas secara umum antara lain : 1. Untuk mendesakkan gaya 2. Untuk menyediakan kelenturan. 3. Sebagai penyimpan energi Pegas clutch terletak antara plat penekan dan cluth cover. Saat penerusan daya pegas berfungsi untuk memberi tekanan tehadap plat penekan sehingga plat gesek didorong mendekati roda gila dan sebagai penahan gaya aksial plat gesek. Jenis pegas yang sering digunakan adalah pegas ulir dan pegas diafragma. Pada perancangan ini pegas yang digunakan adalah pegas ulir jenis pegas 15
tekan. 2.3.6. Bantalan Pembebas Bantalan pembebas terletak diantara release lever dan clutch fork (bagian sistem penggerak clutch yang berhubungan dengan komponen clutch). Bantalan pembebas berfungsi meneruskan tekanan dari clutch fork ke Release lever dengan gerakan maju atau mundur. 2.3.7. Release lever Release lever berfungsi sebagai penerus tekanan dari bantalan pembebas dan mengubah arah gaya yang diterimanya untuk diteruskan ke plat penekan. 2.3.8. Clutch Cover Bagian terluar dari clutch adalah clutch cover. Clutch cover berfungsi menutup, melindungi clutch dari lingkungan sekitar. Salah satu sisi clutch cover terikat pada roda gila dan disatukan dengan baut sehingga clutch cover selalu berputar bersama roda gila. Clutch cover biasanya terbuat dari bahan alumunium atau besi tuang. 2.3.9. Cara Kerja Clutch Clutch cover, release lever, dan plat penekan adalah salah satu unit yang selalu berputar barsama dengan roda gila. Sedangkan plat gesek dan poros input sistem transmisi merupakan unit yang lain. Mekanisme kerja clutch terdiri dua hal, yaitu mekanisme clutch saat tidak terjadi penerusan daya dan mekanisme saat terjadi penerusan daya. Proses penghubungan atau pelepasan hubungan poros output mesin dan poros input sistem transmisi pada sistem transmisi manual dilakukan oleh pengemudi. Pengemudi menekan pedal atau melepaskan tekanan pada pedal untuk menghubungkan atau melepas hubungan poros mesin dan poros sistem transmisi. Untuk melepaskan hubungan antara poros tersebut pengemudi memberi tekanan pada pedal dan untuk menghubungkannya pengemudi melepaskan tekanan yang diberikan pada pedal. Penerusan tekanan dari pedal ke release lever dapat dilakukan dengan sistem manual, sistem hidrolis atau sistem 16
pneumatic. Clutch bekerja berdasarkan gesekan yang terjadi antara plat gesek dan roda gila. Tekanan pada plat gesek mendorong plat gesek tersebut mendekati, menempel dan ikut berputar bersama roda gila. Tekanan pada plat gesek diperoleh dari tekanan pegas yang dipasangkan dibelakang plat penekan. Pada kondisi nomal yaitu pedal tidak mendapat tekanan, posisi plat gesek menempel pada roda gila akibat tekanan plat penekan pada plat gesek yang diberikan oleh pegas. Ketika pemindahan gigi transmisi, pengemudi menekan pedal yang menggerakkan sistem pengerak clutch. Tekanan pada pedal diteruskan sistem penggerak clutch yang menyebabkan bantalan pembebas bergeser menekan release lever. Release lever mengubah arah gaya yang diterimanya dan menarik plat penekan. Tekanan plat penekan ini harus lebih besar dari tekanan yang dimiliki pegas sehingga mampu memendekkan pegas. Dengan demikian posisi plat penekan dan plat gesek menjauhi roda gila (gesekan antara roda gila dan plat gesek tidan terjadi). Pada kondisi ini tidak terjadi penerusan daya. Gambar 2.6. Cara kerja clutch Setelah pemindahan gigi, tekanan pedal dilepas. Tekanan pada release lever juga hilang sehingga clutch kembali ke posisi normal dan penerusan daya kembali terjadi. 2.3.10. Sistem penggerak Clutch Sistem penggerak clutch merupakan suatu sistem yang meneruskan tekanan pedal clutch. Pada perancangan ini sistem penggerak clutch menggunakan sistem penggerak hidrolis. Gambar 17
sistem penggerak hidrolis dapat dilihat pada gambar berikut ini : Gambar 2.7. Sistem penggerak clutch Saat pengemudi menginjak pedal master silinder pushrod menekan piston di dalam clutch master silinder. Cairan di dalam master silinder menerima tekanan dari piston master silinder sehingga cairan tersebut meneruskan tekanan melalui aliran ke servo silinder. Cairan di dalam servo silinder menekan piston yang ada di dalam servo cylinder. Tekanan pada piston diteruskan ke pushrod pada servo cylinder dan menekan clutch fork. Dengan adanya tekanan pada clutch fork maka release bearing akan tertekan juga. Saat pengemudi melepas tekanan pada pedal, maka akan terjadi mekanisme seperti saat pengemudi menginjak pedal tapi arahnya dibalik. 2.4. TRANSAXLE Kendaraan dengan penggerak roda depan menggunakan sistem transaxle dalam sistem transmisinya. Transaxle adalah sistem transmisi dimana transmisi roda gigi, clutch dan differential menjadi satu dalam gear box. Perhitungan mengenai clutch telah dijelaskan pada bab III. Transaxle memiliki poros input, output, dan satu poros pada roda gigi idler. Susunan transaxle ditunjukkan dalam gambar berikut : 18
Gambar 2.8. Susunan transaxle ( Bosch,2000 ) 2.4.1. Sistem Transmisi Roda Gigi Transmisi roda gigi memiliki fungsi utama untuk meneruskan putaran dari mesin. Transmisi roda gigi juga mengatur output putaran mesin agar diperoleh output putaran sesuai yang diinginkan. Pengaturan putaran mesin dilakukan oleh pasanga roda gigi yaitu dengan mengatur angka transmisinya. Perhitungan mengenai angka transmisi dijelaskan pada bab II. Kendaraan yang dirancang memiliki 5 tingkat kecepatan. Transmisi roda gigi memiliki 5 buah pasangan roda gigi maju dan satu rangkaian roda gigi mundur. Untuk roda gigi maju, 1 pasang roda gigi untuk tingkat kecepatan pertama, 1 pasang untuk tingkat kecepatan kedua, 1 pasang untuk tingkat 19
kecepatan ketiga, 1 pasang untuk tingkat kecepatan keempat, 1 pasang untuk tingkat kecepatan kelima. Sedangkan untuk roda gigi mundur digunakan 3 buah roda gigi, dimana roda gigi yang terletak ditengah memiliki fungsi sebagai pembalik arah putaran. 2.4.2. Komponen Transmisi Roda Gigi Susunan transmisi roda gigi dapat dilihat pada Gambar 4.1. Komponen penyusun transmisi roda gigi adalah : 1. Roda Gigi Roda gigi merupakan komponen terpenting dalam sistem ini. Roda gigi memiliki fungsi untuk mengatur output putaran melalui pengaturan angka transmisi pada pasangan roda gigi yang saling bersinggungan. Jenis roda gigi yang digunakan untuk roda gigi maju adalah roda gigi miring. Keuntungan penggunaan roda gigi miring adalah roda gigi miring mengijinkan lebih dari satu persinggungan dalam waktu yang sama sehingga beban yang didistribusikan lebih besar daripada spur gear. Roda gigi miring juga tidak berisik. Kerugian penggunaan roda gigi ini adalah adanya gaya aksial. Untuk roda gigi mundur digunakan roda gigi lurus, roda gigi yang digunakan ada 3 buah. Sebuah roda gigi terletak pada poros input dan berfungsi sebagai roda gigi penggerak, 1 roda gigi sebagai roda gigi pembalik (terletak diantara roda gigi lainnya) dan roda gigi yang digerakkan menjadi satu dengan dengan synchronizer 1-2. Gambar roda gigi 1, 2, 3, 4, 5 dapat ditunjukkan berikut Gambar 2.9. Roda gigi pada transaxle 20
2. Poros Poros memiliki fungsi sebagai penerus putaran, dan tempat kedudukan roda gigi. Dalam sistem transmisi roda gigi ini jumlah poros yang digunakan ada 3 yaitu poros input, poros output, dan poros pada roda gigi idler. Pada poros terdapat spline. 3. Synchronizer Synchronizer berfungsi dalam sistem pemindahan tingkat kecepatan kendaraan (pemindahan gigi). Synchronizer meneruskan putaran poros ke roda gigi atau putaran roda gigi ke putaran poros dengan cara mengunci hubungan antara keduanya sehingga poros dan roda gigi berputar dengan kecepatan yang sama. Jumlah synchronizer yang digunakan dalam perancangan ini ada 3 buah, yaitu synchronizer 1-2 untuk gigi 1 dan 2, synchronizer 3-4 untuk gigi 3 dan 4, synchronizer 5 untuk gigi 5. Bagian dari synchronizer dapat dilihat pada gambar berikut Gambar 2.10. Komponen synchronizer Dari gambar di atas komponen utama synchronizer adalah hub synchronizer sleeve, bloking ring. Hub merupakan komponen synchronizer yang berhubungan dengan poros. Hubungan hub dengan poros menggunakan spline. Hub memiliki alur lurus pada sisi luar yang berfungsi sebagai tempat pergerakan synchronizer sleeve. Blocking ring terletak pada bagian depan dan belakang synchronizer, memiliki gigi pada bagian luar dan bagian dalam berbentuk kerucut 21
4. Bantalan Bantalan adalah elemen mesin yang mampu menahan poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak-balik dapat berlangsung secara halus, aman dan panjang umur. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Jika bantalan tidak bekerja dengan baik maka prestasi seluruh sistem akan menurun. Berdasarkan gerakan bantalan terhadap poros, bantalan dibagi menjadi dua macam, yaitu : a. Bantalan Luncur Pada bantalan ini terjadi gerakan luncur antara poros dan bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantara lapisan pelumas. b. Bantalan Radial Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti Bola (peluru), rol, dan rol bulat. 2.4.3. Mekanisme Pemindahan Gigi Seperti penjelasan di atas, pemindahan gigi maju tidak menggunakan sistem sliding mesh, tetapi menggunakan synchronizer. Untuk gigi mundur menggunakan sistem sliding mesh pada idler. Pasangan roda gigi untuk roda gigi maju dan final gear bersinggungan terus. Untuk rodagigi yang dihubungkan dengan synchronizer memiliki bantalan dalam hubungannya dengan poros, sehingga putaran roda gigi tersebut tidak mengikuti putaran poros tempat roda gigi tersebut berada. Untuk pasangannya memiliki hubungan yang fix dengan poros yaitu dengan menggunakan spline. Mekanisme pemindahan gigi pada sistem transmisi roda gigi ada 3 macam, yaitu saat netral, gigi maju dan saat gigi mundur. 1. Posisi Netral Saat posisi netral, semua synchronizer pada posisi normal. Synchronizer tidak meneruskan 22
putaran poros ke roda gigi, sehingga putaran poros input tidak diteruskan ke poros output. Posisi synchronizer dan roda gigi dapat ditunjukkan pada gambar berikut ini Gambar 2.11. Cara kerja synchronizer pada posisi netral ( Bosch, 2000 ) 2. Saat gigi maju Saat pergantian tingkat kecepatan (dari posisi netral ke gigi pertama, penambahan tingkat kecepatan, pengurangan tingkat kecepatan), synchronizer mulai bekerja. Saat pengemudi menginjak pedal kopling, poros output mesin tidak berhubungan dengan poros input sistem transmisi sehingga kecepatan putaran poros input menurun dan saat pengemudi melakukan pemindahan tingkat kecepatan, synchronizer sleeve mengalami pergeseran ke arah gigi sesuai tingkat kecepatannya. Pergeseran synchronizer sleeve mendorong dan mengunci blocking ring terhadap gigi pada gear shoulder sehingga menyebabkan gear berputar sesuai putaran synchronizer. Posisi synchronizer dan roda gigi ditunjukkan pada gambar berikut ini : Gambar 2.12. Cara kerja synchronizer pada saat posisi maju ( Bosch, 2000 ) 23
3. Saat gigi mundur Pada gigi mundur jenis roda gigi yang digunakan adalah roda gigi lurus dan roda gigi yang berhubungan dengan poros output menyatu dengan synchronizer sleeve 1-2. Saat pemindahan ke gigi mundur, pengemudi memindah tuas sehingga menggeser idler dan mengakibatkan pinion gigi mundur, idler, dan gear gigi mundur yang menyatu dengan synchronizer sleeve bersinggungan. 2.5. DRIVE AXLE Drive axle terletak diantara roda penggerak dan differential. Drive axle memiliki fungsi sebagai penerus putaran dari diferential ke roda penggerak kendaraan. Pada drive axle terdapat constant velocity joint. Contanst velocity joint (CV joint) merupakan sambungan poros yang memungkinkan hubungan yang tidak lurus antar poros tersebut. Constant velocity joint digunakan untuk meneruskan torsi dan putaran konstan ketika kedua poros yang dihubungkan tidak lurus. Konstruksi drive axle ditunjukkan dalam gambar berikut Gambar 2.13. Gambar konstruksi drive axle ( Bosch, 2000 ) 24
2.5.1. Komponen Drive Axle Drive axle memiliki 2 komponen utama yaitu poros dan ( CV joint). Susunan drive axle dapat dilihat pada gambar 5.1. 1. Poros Poros pada drive axle terdiri dua bagian, yaitu poros pada sebelah kiri yang menghubungkan differential dengan roda penggerak sebelah kiri dan poros sebelah kanan yang menghubungkan differential dengan rosda penggerak sebelah kanan. Kedua poros tersebut memiliki panjang yang berbeda. Pada kedua ujung poros terdapat spline dan pada poros tersebut juga terdapat CV joint. 2. Constant velocity joint Seperti telah disebutkan di atas Constant velocity joint berfungsi sebagai penerus putaran dan torsi konstan untuk dua poros yang memiliki perbedaan sudut. Constant velocity yang digunakan pada drive axle berjumlah 4 buah, yaitu 2 buah pada poros sebelah kanan dan 2 buah sebelah kiri. Jenis CV joint yang digunakan untuk bagian yang dekat dengan differential adalah tripot joint dan untuk bagian yang dekan dengan roda penggerak menggunakan RZEPPA CV joint. Tripot joint RZEPPA CV joint terdiri dari inner ball race, enam buah bola, ball cage, dan outer house. Susunan RZEPPA CV joint ditunjukkan dalam gambar Gambar 2.14. Komponen RZEPPA CV joint ( Bosch, 2000 ) Perbedaan sudut antar poros diatur oleh inner race. Secara umum perbedaan sudut tersebut berkisar 40 0. 25
26