10 BAB III TINJAUAN PUSTAKA 3.1 PENDAHULUAN Transmisi berfungsi memindahkan tenaga gerak mesin ke roda dan mengatur besar kecepatan sudut putaran agar sesuai kebutuhan. Transmisi mengatur variasi perbandingan antara kecepatan dantorsi. Fungsi transmisi pada kendaraan adalah : 1. Mengatur kecepatan sesuai dengan beban dan kondisi jalan. 2. Merubah arah putaran roda. Sehingga kendaraan dapat maju dan mundur. 3. Memutuskan dan menghubungkan putaran, sehingga kendaraan dapat berhenti sementaramesin hidup 3.1.1SejarahPerkembanganTransmisi Di era 1980-an pasti ingat bagaimana pandangan orang akan transmisi otomatis saat itu. Lebih dari 90% penjualan mobil adalah tipe transmisi manual. Nyaris takada yang mau membeli versi matik karena beberapa alasan. Pertama ia lebih mahal, lantas performa mobil memburuk dan paling ditakuti adalah konsumsi BBM-nya yang tambah boros.itu semua benar.semua mobil otomatis di zaman itu tak mampu menandingi efisiensi transmisi manual dalam memindahkan daya. Artinya transmisi otomatis dianggap hanya untuk orang berumur yang enggan repot dan tak mementingkan performa. Namun lihat sekarang.teknologi transmisi otomatis berkembang dengan pesatnya. Bukan hanya hebat untuk mobil sehari- hari, mobil balap sekelas F1 pun memiliki transmisi otomatis yang tinggal dioperasikan lewat paddle shift. Mari kita simak bagaimana manusia mengevolusi transmisi sehingga mampu melakukan keajaiban dengan lebih efisien dan berperforma dibanding manual.
11 3.1.2 Evolusi Transmisi a). Era awal Tak banyak yang tahu kalau transmisi otomatis sudah ada sejak 1904. Bahkan di 1908 Henry Ford memasangnya untuk Model T. Sistemnya sangat sederhana dan masih membutuhkan tuas untuk mengizinkan perpindahan gigi.tapi tetap lebih mudah ketimbang manual tanpa sinkromes pada saat itu.teknologi material yang masih sangat rendah saat itu membuat transmisi otomatis sangat tidak bisa diandalkan dan sering rusak. Gambar (a) 3.1. Matik berfluida sudah ada sejak 1930-an b). Kopling dan fluida Di 1930-an, Chrysler mengembangkan transmisi revolusioner yang menggunakan kopling fluida. Keuntungan dari sistem ini, transfer tenaga bisa lebih halus karena fluida mengizinkan terjadinya gesekan kopling tanpa menimbulkan panas berlebih.lantas paling penting, gigi bisa masuk saat berhenti tanpa membuat mesin mati.sementara perpindahan gigi juga bisa tereksekusi sepenuhnya otomatis. Ada sistem pemindah otomatis yang bekerja berdasarkan torsi dan gaya sentrifugal di dalam mesin. Jadi semakin cepat mesin berputar, semakin besar peluang transmisi memindahkan gigi ke atas.begitu pula sebaliknya. Transmisi ini begitu hebat di zamannya, sampai-sampai prinsip kerja serupa bahkan masih ada hingga saat ini.kami di Auto Bild kerap menyebutnya dengan transmisi otomatis konvensional. Tapi di lain sisi, transmisi jenis inilah yang belakangan membuat pamornya melorot, karena sangat tidak efisien dalam mentransfer tenaga. Alhasil performa dan kehematan menurun drastis.
12 G ambar (b) 3.1. Kerjanya memindahkan daya, makanya transmisi sangat vital c) Cvt Sekitar 40 tahun sejak ditemukannya transmisi otomatis konvensional, para insinyur kembali membuat teknologi revolusioner. Alih-alih memakai roda gigi di transmisi, mereka justru menggunakan sabuk baja yang diameternya bisa diubah lewat puli berbentuk unik. Jadi perpindahan rasio transmisi tak terjadi dari gigi ke gigi, namun berlangsung gradual sesuai perubahan diameter puli.hasilnya tidak ada perpindahan rasio gigi yang terasa.putaran mesin bisa terjaga di satu titik sementara kecepatan mobil terus meningkat. Konsumsi BBM semakin baik dengan transmisi jenis ini.bukan hanya perpindahan rasionya tanpa jeda, namun luasnya rentang rasio memungkinkan mobil start dengan rasio transmisi sangat besar, lantas berada di rasio sangat kecil saat meluncur konstan di jalan tol. Hingga kini CVT tetap dipakai beberapa mobil yang mengejar efisiensi BBM.Bahkan mobil hybrid kebanyakan menggunakan transmisi jenis ini. Walau begitu, CVT bukanlah jenis transmisi yang cocok untuk pengendaraan dinamis.selain masih ada selip kopling yang terjadi, waktu yang dibutuhkan untuk menaikkan putaran mesin ke titik tenagarelatif lebih lama. Gambar (c) 3.1. CVT membuat pengendaraan halus dan juga hemat
13 3.1.3 Prinsip Kerja Transmisi Manual Transmisi manual dan komponen-komponennya merupakan bagian dari sistem pemindah tenaga dari sebuah kendaraan, yaitu sistem yang berfungsi mengatur tingkat kecepatan dalam proses pemindahan tenagadari sumber tenaga (mesin) ke roda kendaraan (pemakai/penggunaantenaga).sistem pemindah tenaga secara garis besar terdiri dari Unit kopling, transmisi, defrensial, poros dan roda kendaraan. SementaraPosisi transmisi manual dan komponennya, terletak pada ujung depan sesudah unit kopling dari sistem pemindah tenaga pada kendaraan.fungsi transmisi adalah untuk mengatur perbedaan putaran antara putaran mesin (memalui unit kopling) dengan putaran poros yang keluar dari transmisi. Pengaturan putara ini dimaksudkan agar kendaraan mampu bergerak sesuai dengan beban dan kecepatan kendaraan Posisi transmisi manual pada kendaraan secara skema dapat dilihat pada gambar 1 berikut ini Gambar (a) 3.3 prinsip kerja transmisi maunal Posisi transmisi manual pada kendaraan rangkaian pemindahan tenaga berawal dari sumber tenaga ( Engine)kesisitem pemindah tenaga, yaitu masuk ke unit kopling (Clutch) diteruskan ketransmisi (Gear Box) ke propeller shaft dan keroda melal defrensial (Final Drive). Konsep kerja transmisi manual dapat dijelaskan melalui gambar 2 dan 3 berikut : Gambar (b) 3.3 prinsip kerja menggunakan konsep momen
14 Berdasarkan gambar 2 tersebut, dapat dilihat perbedaan antara keduanya.gambar pertama seseorang mendorong mobil ditanjakan secara langsung, sementara gambar kedua menggunakan tongkat pengungkit. Melihat kondisi tersebut, manakah diantara keduanya yang lebih ringan?. Jawabnya tentu dia yang menggunakan pengungkit, sebab pada posisi pertama gaya dorong secara langsung, sementara posisi kedua menggunakan transfer momen melalui tongkat. Semakin panjang lengan, maka tenaga yang dikeluarkan untuk mendorong kendaraan akansemakin ringan. Konsep dasar di atas kemudian dipergunakan dalam membuat desaintransmisi, dimana lengan pengungkit tersebut diterapkan pada diameter roda gigi. Sehingga transmisi kendaraan juga disebut dengan gear boxatau kotak roda gigi, karena komponen utama transmisi adalah roda gigi.konsep pemindahan tenaga melalui roda gigi, seperti terlihat padagambar 3 berikut ini. Gambar (c) 3.3 Konsep pemindahan tenaga melalui roda gigi Gambar 3 (a) menggambarkan lengan pengungkit sederhana. Pada kodisi seimbang persamaannya M x l = m x 4l artinya massa m yang hanya ¼M dapat mengangkat M. Hal ini menunjukan bahwa dengan gaya yang kecil dapat mengangkat massa yang beratnya 4 kali lipat, karena digunakannya sistem lengan pengungkit.gambar 3 (b), menunjukkan bagaimana dua piringan dipergunakan sebagai lengan pengungkit. Pada contoh tersebut massa yang digantungkan pada poros C akan mengangkat beban yang ada pada porosd. Rangkaian ini mungkin dapat dipergunakan untuk memahami konsep kerja transmisi, mesin dihubungkan ke poros C, dan yang ke roda
15 dihubungkan ke D. Apabila diameter piringan B dibuat tiga kali piringana, maka momen yang dihasilkan tiga kali lipat. Namun bila perbandingan giginya (gear ratio) 2 : 1, maka roda gigi A berputar duakali, sedangkan roda gigi B berputar 1 kali. Momen pada roda gigi A ½dari roda gigi B, atau gaya angkatnya akan setengah dari beban yang diangkat. 3.1.4 Macam Macam Roda Gigi Roda gigi/gears adalah roda yang terbuat dari besi yang mempunyai gerigi pada permukaannya.bentuk gigi dibuat sedemikian rupa hingga dapat bekerja secara berpasangan dan setiap pasangan terdapat sebuah roda gigi yang menggerakkan (driving gear) dan sebuah roda gigi yang digerakkan (driven gear). Suatu kelompok/kumpulan roda gigi dengan komponen lainmembentuk suatu sistem transmisi dalam suatu kendaraan, merekaterletak dalam suatu wadah yang disebut transmission case, atau kadang juga disebut gear box. beberapa macam desain roda gigi yang dipergunakan pada transmisiadalah: Gambar (d) 3.1. Macam-macam roda gigi Roda gigi jenis Spur bentuk giginya lurus sejajar dengan poros,dipergunakan untuk roda gigi geser atau yang bisa digeser (Sliding mesh) Roda gigi jenis Helical bentuk giginya miring terhadap poros,dipergunakan untuk roda gigi tetap atau yang tidak bisa digeser ( Constant mesh dan synchro-mesh) Roda gigi jenis Double Helical bentuk giginya dobel miringterhadap poros, dipergunakan untuk roda gigi tetap atau yangtidak bisa digeser (Constant mesh dan synchro-mesh)
16 Roda gigi jenis Epicyclic bentuk giginya lurus atau miringterhadap poros, dipergunakan untuk roda gigi yang tidak tetapkedudukan titik porosnya (Constant mesh). 3.1.5 Syarat Penting Transmisi Syarat-syarat penting yang diperlukan transmisi adalah sebagai berikut : a. Harus mudah tepat dan cepat kerjanya b. Dapat memindahkan tenaga dengan lembut dan tepat. c. Ringan, praktis dalam bentuk, bebas masalah dan mudah dioperasikan d. Harus ekonomis damn mempunyai efisiensi yang tinggi. e. Mempunyai kemampuan yang tinggi f. mudah untuk perawatan. Transmisi manual menghasilkan perubahan momen dalam beberapa tahap.idealnya momen dapat berubah secara langsung seperti otomatis.saat ini, transmisi otomatis lebih baik dari jenis manual.saat kendaraan mulai berjalan atau menanjak dibutuhkan moment yang besar untuk itu kita memerlukan beberapa bentuk mekanisme perubah moment. Tetapi moment yang besar tidak dibutuhkan saat kecepatan tinggi, pada saat mobil menempuh jalan rata, moment mesin cukup untuk mengerakkan mobil. Transmisi digunakan untuk mengatasi hal ini dengan cara merubah perban-dingan gigi, untuk : a. Merubah momen b. Merubah kecepatan kendaraan c. Memungkinkan kendaraan bergerak mundur d. Memungkinkan kendaraan diam saat mesin hidup (posisi netral) e. Mereduksi perbandingan gigi antara gigi yang menggerakan dengan gigi yang digerakkan
17 3.1.6 Perbandinga Gigi Kombinasi Dasar Roda Gigi A : Roda gigi penggerak (drive gear) B : Roda gigi yang digerakkan (driven gear) Gambar 3.6 perbandingan gigi Untuk menggerakkan kendaraan ke arah mundur, pada perbandingan gigi transmisi ditambahkan idle gear, untuk memperoleh putaran input shaft dan output shaft yang berlawanan. Perbandingan gigi yang lebih kecil dari satu (jika putaran propeller shaft lebih cepat dari putaran mesin) disebut over drive 3.1.7 Konstruksi Transmsi Di bawah ini dijelaskan konstruksi transmisi MSG5K yang digunakan pada kendaraan Phanter. Transmisi ini untuk semua kecepatan maju digunakan mekanisme synchromesh type, sedangkan untuk gigi mundur menggunakan mekanisme constantmesh type.
18 Komponen utama transmisi manual dan fungsinya TABEL No Komponen Fungsi 1 Transmission input salt Poros Input transmisi 2 Transmission gear Gigi transmisi 3 Synchroniser Gigi penyesuai 4 Shift fork Garpu pemindah 5 Shift linkage Tuas Penghubung 6 Gear shift lever Tuas pemindah persneling Sebuah poros dioperasikan dengan kopling yang memutar gigi di dalam gear box Untuk mengubah output gaya torsi yang meninggalkan transmisi Komponen yang memungkinkan perpindahan gigi pada saat mesin bekerja/hidup Batang untuk memindah gigi atau synchronizer pada porosnya sehingga memungkinkan gigi untuk dipasang/dipindah Batang/tuas yang menghubungkan tuas persneling dengan shift fork Tuas yang memungkinkan sopir memindah gigi transmisi Sebagai dudukan bearing transmisi dan porosporos serta sebagai wadah oli/minyak transmisi 7 Transmision case Bak transmisi 8 Output shaft Poros output Poros yang mentransfer torsi dan transmisi ke gigi terakhir 9 Bearing Bantalan/laker Mengurangi gesekan antara permukaan benda yang berputar di dalam system transmisi 10 Extension housing Pemanjangan bak Melingkupi poros output transmisi dan menahan seal oli belakang. Juga menyokong poros output. 3.1.8 Macam Macam Transmisi Manual dan Sistem Pengoperasianya 1) Transmisi Tiga Kecepatan dengan Sliding mesh Transmisi ini telah digunakan pada kendaraan bermotor padatahun 1930-an. Disini bukan akan mempelajari sejarah transmisi,namun model ini mempermudah untuk memahami prisip kerja sebuahtransmisi, khususnya bagaimana proses
19 pemindahan/transfer tenaga/momen dilakukan di dalam sebuah transmisi kendaraan bermotor. Skema sederhana model transmisi ini, dapat dilihat padagambar 9 berikut ini. Transmisi ini menggunakan roda gigi jenis spur gear dan dibuat dengan tiga poros yang terpisah, yaitu: (1) Poros primer (4) ( primary shaft ) yaitu poros yang menerima gerak putar pertama dari kopling. (2) Poros perantara (2) (layshaft/countershaft ) yaitu tempat rodagigi counter ditempatkan. (3) Poros utama (9) (mainshaft ) yaitu poros keluar dari transmisi,ke komponen system sistem pemindah tenagah lainnya. Gambar (a) 3.8 Transmisi dengan Sliding-mesh poros primer yang dihubungkan dengan kopling, ujungnyadipasaang mati dengan roda gigi pinion sebagai pemutar tetap padasistem transmisi, dan memberikan putaran pada kelompok roda gigi pada poros perantara. Sementara roda gigi pada poros utama dapatdigeser-geser dan secara sendiri-sendiri dapat dihubungkan denganroda gigi yang ada pada poros perantara yang dibuat berputar bersama.penggeseran roda gigi pada poros utama, menggunakan pemindah gigi (8) diteruskan ke garpu selektor (6). Pada p o si si n et r al,semua roda gigi pada poros utamadiposisikan tidak berhubungan dengan roda gigi yang ada pada poros perantara. Putaran dari poros primer diteruskan ke roda gigi pada poros perantara, namun tidak memutar roda gigi yang ada pada porosutama. Dengan kata lain, putaran dari poros primer tidak ditransfer ke poros utama/output transmisi.